[发明专利]一种去除镍钴锰溶液中氟的方法

说明书

本发明提出了一种去除镍钴锰溶液中氟的方法，属于溶液净化技术领域。一种去除镍钴锰溶液中氟的方法，包括以下步骤：分离、破碎、筛选废旧锂离子电池的集流体；酸溶集流体，得到含铝溶液；含铝溶液加入到含氟的镍钴锰溶液除氟，得到含氟渣和除氟后的镍钴锰溶液。本发明提供的技术方案，除氟后的镍钴锰溶液中氟离子及铝离子浓度均小于0.01g/L；含氟渣中镍钴锰含量均低于0.5%；通过利用溶解集流体得到的含铝溶液去除镍钴锰溶液的氟，实现锂离子电池回收时集流体和电池正极材料的并线处理，缩短回收流程，节约回收成本；镍钴锰溶液除氟后，进入到后续工艺流程，对设备基本没有腐蚀。而且，除氟后的镍钴锰溶液含铝量极低，整个除氟过程没有引入铝杂质。

技术领域

本发明涉及溶液除杂技术领域，具体涉及一种去除镍钴锰溶液中氟的方法。

背景技术

锂离子电池诞生于20世纪90年代，由于具有能量密度高、循环寿命长、安全环保的优点，广泛应用在新能源汽车、通信基站、手机、笔记本电脑、照相机等领域。随着新能源产业的飞速发展，产生的三元镍钴锰氢氧化物电池数量不断激增，电池材料的回收利用迫在眉睫。在废旧动力蓄电池回收镍钴锰的过程中，由于前处理过程正极粉与集流体分离不彻底以及收集存储运输过程中造成的污染，在湿法提取镍钴锰时必须除去溶液中的铜、铁、铝、钙、镁等杂质离子。目前，除钙镁的方法有溶剂萃取法和化学沉淀法。

溶剂萃取法除钙镁工艺通常采用P204萃取除钙、P507萃取钴以及P507萃取除镁。该工艺具有产品品质好的优点，所产出的硫酸镍、硫酸钴及硫酸锰可直接用于合成三元前驱体。但也存在诸多问题，比如：（1）镍钴锰分别分离回收，工艺流程长，投资和生产成本高；（2）萃取过程产生钙镁反萃液以及有机洗涤液等，废水量大；（3）在单独回收硫酸锰的过程中仍需采用氟化物除钙。

化学沉淀法工艺采用氟化物与钙镁离子生成难溶氟化物沉淀，然后过滤除去。该工艺无需将镍钴锰单独分离回收，具有工艺流程短，投资及生产成本低，无废水产生的优点，但所得的镍钴锰溶液氟离子含量较高，只能通过与其他镍钴锰溶液掺混的方式用于合成三元前驱体。

因此，无论是溶剂萃取法还是化学沉淀法，在用氟化物除钙镁的过程中，均会在镍钴锰溶液中引入大量氟离子。这将直接影响回收得到的镍钴锰混合物作为三元前驱体原料时的品质。且溶液中高浓度的氟离子对设备腐蚀性较大，影响设备寿命，产生的含氟废水处理成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术中湿法回收废旧锂离子电池材料时，镍钴锰溶液中氟离子含量高，回收得到的镍钴锰混合物不能大量用于制备三元前驱体，且溶液中氟离子对设备腐蚀性大的技术问题，提供一种去除镍钴锰溶液中氟的方法。

本发明的解决方案是这样实现的：

本发明提供一种去除镍钴锰溶液中氟的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）分离、破碎、筛选废旧锂离子电池的集流体；

（2）往反应槽A中加入纯水，然后投入步骤（1）得到的集流体，搅拌，缓慢加入浓硫酸至集流体完全溶解，并控制终点pH值为2~4，停止搅拌，静置10~30min后压滤，得到酸浸渣和含铝溶液；

（3）将含氟的镍钴锰溶液加入反应槽B中，加热至30~60℃，搅拌，缓慢加入一定量的步骤（2）得到的含铝溶液以及碱，控制反应过程中的pH值始终为4～6；反应结束后固液分离，得到含氟渣和除氟后的镍钴锰溶液。

进一步的，

所述集流体是指回收废旧锂离子电池产生的铝粉、铝粒、铝片等不同形态的金属铝；

进一步的，

所述含氟的镍钴锰溶液是湿法回收动力蓄电池、三元正极废料、三元前驱体废料或者含镍钴锰废料时，采用氟化物除钙镁后的硫酸镍钴锰溶液。

进一步的，