[发明专利]废旧锂离子电池的选冶联合综合回收方法及装置

权利要求书

1.一种废旧锂离子电池的选冶联合综合回收方法，其特征在于，所述回收方法包括以下步骤：

S1，对所述废旧锂离子电池进行火法预处理，得到预处理产物；

S2，将所述预处理产物进行洗矿分级处理，得到粗粒级颗粒、中细粒级颗粒、细粒级颗粒和第一部分含锂溶液，且所述粗粒级颗粒的粒径大于所述中细粒级颗粒的粒径，所述中细粒级颗粒的粒径大于所述细粒级颗粒的粒径；

S3，分别对所述粗粒级颗粒、所述中细粒级颗粒和所述细粒级颗粒进行磁选，得到的磁选精矿作为镍钴锰中间产物，所述粗粒级颗粒和所述中细粒级颗粒的磁选尾矿作为铜铝产物，所述细粒级颗粒的磁选尾矿即为石墨和黑粉产物；将所述石墨和黑粉产物依次进行调浆、石墨浮选，得到石墨产品和黑粉；

S4，将所述镍钴锰中间产物和所述黑粉进行还原焙烧，得到焙烧渣；将所述焙烧渣进行水浸提锂，得到第二部分含锂溶液和水浸渣；

S5，合并所述第一部分含锂溶液和所述第二部分含锂溶液，得到合并溶液；采用所述合并溶液制备得到锂产品；

S6，将所述水浸渣进行酸浸、除杂，得到含镍钴锰的溶液产品。

2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述火法预处理过程包括：

将所述废旧锂离子电池进行拆解破碎，得到破碎料；优选地，所述破碎料的粒径在50mm以下；

将所述破碎料在保护性气氛、400～700℃温度条件下进行低温热解，得到所述预处理产物；优选地，所述低温热解的温度为600～650℃，更优选为610～640℃；优选地，所述低温热解的时间为0.5～6h；

优选地，将所述废旧锂离子电池进行拆解破碎的步骤之前，所述步骤S1中还包括将所述废旧锂离子电池进行放电的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的回收方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述粗粒级颗粒的粒径大于2mm，所述细粒级颗粒的粒径小于0.2mm，所述中细粒级颗粒的粒径处于所述粗粒级颗粒和所述细粒级颗粒的粒径之间；

优选地，所述步骤S3中，对所述粗粒级颗粒、所述中细粒级颗粒和所述细粒级颗粒的磁选磁场强度分别为40～280kA/m。

4.根据权利要求3所述的回收方法，其特征在于，将所述石墨和黑粉产物依次进行调浆、石墨浮选的步骤包括：

用水将所述石墨和黑粉产物调配成浓度5～35wt％的浮选矿浆；

向所述浮选矿浆中加入调整剂、石墨捕收剂和起泡剂，以进行石墨浮选，得到所述石墨产品和所述黑粉。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的回收方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述还原焙烧过程中采用的还原剂为所述步骤S3中得到的所述石墨产品，或者所述还原焙烧过程在还原性气氛下进行；

优选地，所述还原性气氛由还原性气体和可选的惰性气体组成，所述还原性气体为氢气，氨气，甲烷和二氧化硫中的一种或几种，所述惰性气体为氮气和/或氩气；

优选地，所述还原焙烧过程的温度为400～700℃，反应时间为0.5～6h。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的回收方法，其特征在于，所述步骤S5中，将所述合并溶液中的锂以氢氧化锂的形式蒸发结晶出来，或向所述合并溶液中通入二氧化碳或加入可溶性碳酸盐将锂以碳酸锂形式沉淀出来，得到所述锂产品；

优选地，采用所述合并溶液制备所述锂产品的步骤之前，所述步骤S5还包括采用化学沉淀或离子交换树脂去除所述合并溶液中的杂质离子的步骤。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的回收方法，其特征在于，所述步骤S6中，将所述水浸渣进行酸浸，得到酸浸液；

所述除杂步骤包括：

将所述酸浸液的pH值调节至4.2以上，除去铁杂质和铝杂质，得到除铁铝溶液；

向所述除铁铝溶液中加入氟化物，除去镁杂质，得到除镁溶液；优选地，所述氟化物为氟化钠；

向所述除镁溶液中加入硫化盐和/或硫化氢，除去铜杂质和锌杂质，得到所述含镍钴锰的溶液产品；优选地，所述硫化盐为硫化钠；或者，所述除杂步骤包括：

采用萃取剂萃取所述酸浸液，得到所述含镍钴锰的溶液产品；优选地，所述萃取剂为P204萃取剂。