[发明专利]废旧锂离子电池正负极材料协同回收金属及石墨的方法

权利要求书

1.废旧锂离子电池正负极材料协同回收金属及石墨的方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）将同时含有废旧锂离子电池正极活性材料和负极活性材料的混合物，与适量浓硫酸混合均匀制成混合料，然后经熟化反应得到固体熟料，熟化反应温度100~400℃，熟化反应时间0.5~8小时；所述正极活性材料为钴酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的一种或多种；所述负极活性材料为石墨负极材料；除硫酸消耗外，无需消耗其它药剂；

（2）将固体熟料用水浸出，得到浸出矿浆；

（3）将浸出矿浆固液分离得到浸出液、优质石墨；

（4）将浸出液进一步处理，回收浸出液中的有用金属元素，所述有用金属元素至少包括锂、钴、镍中的两种以上。

2.废旧锂离子电池正负极材料协同回收金属及石墨的方法，其特征在于，包括浸出液循环与逆流浸出环节，具体步骤如下：

（1）将同时含有废旧锂离子电池正极活性材料和负极活性材料的混合物，与二段浸出液在浸出槽混合进行一段浸出，过滤得到贵液和一段浸出渣；所述正极活性材料为钴酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的一种或多种；所述负极活性材料为石墨负极材料；

（2）将上述一段浸出渣与适量浓硫酸混合均匀制成混合料，然后经熟化反应得到固体熟料；熟化反应温度100~400℃，熟化反应时间0.5~8小时；除硫酸消耗外，无需消耗其它药剂；

（3）将步骤（2）得到的熟料用水进行二段浸出，然后将浸出矿浆固液分离得到二段浸出液、优质石墨；二段浸出液返回步骤（1）一段浸出；

（4）将步骤（1）得到的贵液用于进一步处理，回收贵液中的有用金属元素。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述的一段浸出时，将步骤（2）反应的尾气引入一段浸出槽进行一段浸出。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的废旧锂离子电池正极活性材料与负极活性材料的混合物中，正极活性材料和负极活性材料的各自质量百分比均≥20%。

5.根据权利要求1或2所述的方法，所述石墨负极材料为天然石墨、人造石墨、改性石墨、石墨烯中的一种或多种的混合物。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述浸出矿浆固液分离得到浸出液、优质石墨，是将浸出矿浆沉降分离得到悬浮液和浓矿浆，悬浮液固液分离得到浸出液和石墨，浓矿浆固液分离得到浸出液、优质石墨。

7.根据权利要求6所述的方法，所述悬浮液固液分离，是将悬浮液中加入适量碱至溶液pH为1.5~4，然后过滤或离心分离得到浸出液和优质石墨。

8.根据权利要求6所述的方法，所述浓矿浆固液分离，是将浓矿浆过滤或离心分离，得到浸出液和浸出渣，浸出渣漂洗、离心分离得到悬浮液，悬浮液过滤得到优质石墨。

9.根据权利要求6所述的方法，所述沉降分离为重力沉降和离心分离中的一种或两种的结合。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述浸出矿浆固液分离得到浸出液、优质石墨，是将浸出矿浆过滤得到浸出液和浸出渣，浸出渣浆化洗涤，然后离心分离得到优质石墨。

11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述适量浓硫酸，是指浓硫酸的加入量为混合料中所有金属元素总摩尔数的1倍以上，且制成的混合料中硫酸质量百分浓度不低于70%。

12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述熟化反应条件为：反应温度150~350℃，反应时间1~4小时。

13.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述浸出矿浆固液分离得到的优质石墨为氧化石墨，其含量≥96%。