[发明专利]一种微波焙烧回收三元正极材料中锂的方法

说明书

本发明涉及锂电池材料回收技术领域，提供了一种微波焙烧回收三元正极材料中锂的方法，本发明将废旧三元正极材料、稀盐酸和助剂混合后进行微波焙烧，焙烧产物进行球磨水浸，得到氯化锂溶液，然后再通过浓缩、析晶、固液分离和干燥即可得到氯化锂。本发明提供的方法采用微波焙烧代替常规焙烧，利用微波使物料由内而外升温，降低焙烧温度，缩短焙烧时间；采用球磨水浸代替传统方法中破碎+水浸或破碎+酸浸，利用球磨水浸加快水浸过程，提高浸出率，浸出液中几乎不含其它高价金属离子，无需净化除杂可直接制备氯化锂。

技术领域

本发明涉及锂电池材料回收技术领域，特别涉及一种微波焙烧回收三元正极材料中锂的方法。

背景技术

锂电池三元正极材料包括镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂，是锂电池中应用最广泛的正极材料，三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性更高。随着新能源汽车产销量的猛增，动力电池退役高峰将至，据测算，到2020年动力锂电池的需求量将达到125Gwh，报废量将32.2Gwh，约50万吨；到2023年，报废量将达到101Gwh，约116万吨。废弃的锂离子电池若随意丢弃，电池中的电解质盐和有机溶剂会对环境产生危害，同时也造成资源的浪费。锂离子电池内含有锂、钴、镍、铜、铝等有价金属元素，其含量远远高于矿山品位，因此进行锂离子电池回收对保护环境和节约资源具有重要意义。

目前从废旧锂离子电池正极材料中回收锂的方法很多。CN201810265725.1公开了一种选择性回收废旧锂离子电池正极材料中锂的方法，通过向废旧锂离子电池正极材料中加入氧化剂进行氧化反应，助剂将锂转化为水溶性锂盐，然后将得到的水溶性锂盐在水或酸性溶液中浸出，过滤后得到富锂溶液及浸出残渣。此方法需要加入硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵等助剂，工艺复杂，成本较高。CN109881008A公开了一种还原焙烧-水淬法回收废旧锂离子电池中锂的方法，将正极废料粉与还原剂均匀混合，混合物进行还原焙烧，还原焙烧后的混合物迅速投入水中进行水淬，混合物中锂进入水中得到富锂溶液。此方法焙烧后的混合物需迅速投入水中进行水淬，工艺操作不便。CN108384955A公开了一种从含锂电池废料中选择性提锂的方法，在含有强氧化特性化合物的溶液中，通过控制系统的氧化还原特性，一步实现含锂电池废料中锂元素的高选择性提取。此方法需加入强氧化性化合物水溶液，同时浸出液需调节pH值至碱性，增加耗碱量，增加成本。CN106929664A公开了一种从废旧三元锂离子电池中回收锂的方法，采用氢氧化钠/氢氧化钾作为焙烧添加剂，利用氢氧化钠/氢氧化钾在低温焙烧时与活性物质发生反应，使锂转化成氢氧化锂。此方法加入氢氧化钾会发生小爆炸，且加入的氢氧化钠/氢氧化钾的量较大，成本高，操作不便。因此，提供一种简单、快速、高效的回收废旧三元正极材料中的锂的方法具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种微波焙烧回收三元正极材料中锂的方法。本发明提供的方法可简单、快速、高效的回收废旧三元正极材料中的锂，工艺流程短，操作简单安全，适用性广，锂的回收率高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种微波焙烧回收三元正极材料中锂的方法，包括以下步骤：

(1)将废旧三元正极材料、稀盐酸和助剂混合，得到混合物；所述助剂为氯化盐；

(2)将所述混合物进行微波焙烧，得到焙烧产物；

(3)将所述焙烧产物进行球磨水浸，得到氯化锂溶液；

(4)将所述氯化锂溶液依次进行浓缩、析晶、固液分离和干燥，得到氯化锂。

优选的，所述氯化盐包括氯化钠、氯化钾和氯化铵中的一种或几种。

优选的，所述助剂的用量为废旧三元正极材料质量的5～20％。

优选的，所述稀盐酸的质量浓度为15～20％。

优选的，所述稀盐酸的用量为废旧三元正极材料质量的30～50％。