[发明专利]一种锂离子电池正极粉分离锂的方法

说明书

本发明提出了一种锂离子电池正极粉分离锂的方法，属于锂离子电池材料回收技术领域。本发明所述的方法，锂离子电池正极粉在无特殊气氛要求的条件下与硫化物分阶段焙烧，将有价金属转化成为相应氧化物，锂以硫酸锂和单质锂的形态存在。经过水浸后，锂以硫酸锂和氢氧化锂形式进入溶液中，而其它有价金属以氧化物形态留在浸出渣中，达到锂与正极粉其它有价金属的分离。本发明所述的方法操作流程简单，成本低，安全性强。

技术领域

本发明涉及锂离子电池材料回收技术领域，特别涉及一种锂离子电池正极粉分离锂的方法。

背景技术

锂离子电池因其优异的使用性能，如电压高、比容量大、无记忆效应等深受各电子产品制造厂商的喜爱，产量逐年增大。中国已经是世界上锂离子电池生产和消费大国，每年的电池消费量高达几十亿只。在消费的过程中，必然会产生废旧的锂电池。废旧锂电池的回收再利用，有利于节约资源，避免污染环境，同时也有巨大的经济价值。

在锂离子电池回收过程中，目前，锂离子电池拆解的正极粉与有价金属的分离主要是两种处理方法。一种是用氢或硫酸、硫酸盐在高温下焙烧，将锂还原和硫酸化转形，再通过水浸，锂进入溶液中，其它有价金属留在渣中，达到锂与其它有价金属分离的目的；另一种是将拆解物直接酸浸后，再通过除杂或萃取等方法，有价金属转化为相应的盐或混合盐，锂被留在溶液中以硫酸锂、氯化锂等形式存在，达到锂与其它有价金属的分离。

上述第一种方法，因为使用了氢气等具有还原性的气体或其它物质，在还原焙烧过程中需要严格控制还原性气氛，操作难度大，能耗较高且具有一定的危险性，还原程度和效果受物料影响较大。第二种方法整个流程较长，前期因锂与有价金属共同浸出，辅材消耗大。过程需要进行化学法除杂，有价金属和锂的损失较大，生产成本较高。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明要解决的技术问题是：提供一种过程易操控、生产成本较低的锂离子电池正极粉分离锂的方法。

具体来说，本发明是针对锂离子电池拆解后得到的正极粉提出的，正极粉在无特殊气氛的条件下焙烧，将有价金属转化成为相应氧化物，锂以硫酸锂和单质锂的形态存在。经过水浸后，锂以硫酸锂和氢氧化锂形式进入溶液中，而其它有价金属以氧化物形态留在浸出渣中，达到锂与正极粉其它有价金属的分离的目的。

本发明的解决方案是这样实现的：

一种锂离子电池正极粉分离锂的方法，包括以下步骤：

步骤S1，将锂离子电池拆解后得到的正极粉与硫化物制浆，压滤得到预混湿坯料；

步骤S2，焙烧所述预混湿坯料；

步骤S3，将步骤S2焙烧后的物料与辅料混合，形成一次焙烧预混坯料；

步骤S4，焙烧所述一次焙烧预混坯料；

步骤S5，将步骤S4焙烧好的物料破碎并用水浸出；

步骤S6，浸出结束后，过滤，锂以硫酸锂和氢氧化锂形式进入溶液中，其它有价金属以氧化物形态留在浸出渣中。

进一步的，步骤S1中所述的硫化物是废水回收所得的。

进一步的，步骤S1，将锂离子电池拆解后得到的正极粉与硫化物按质量比1：0.1-1的比例投入制浆槽中，以水制浆，控制液固比为1：1-10，在30-75℃条件下搅拌0.5-2小时，压滤得到预混湿坯料。

进一步的，步骤S2，在焙烧炉中焙烧所述一次焙烧预混坯料，焙烧过程中，控制焙烧炉空气的进入量为3-20m³/h，在温度450-600℃下焙烧1-4小时，再升温到750-850℃焙烧1-4小时，然后升温到900-980℃焙烧1-4小时。

步骤S2中涉及的主要反应如下：