[发明专利]一种废旧电池提锂料回收镍钴锰金属的方法

说明书

本发明公开了一种废旧电池提锂料回收镍钴锰金属的方法。本发明采用的方法包括步骤：a、干燥窑干燥：废旧电池提锂料用干燥窑进行干燥；b、造粒：将步骤a中干燥后的废旧电池提锂料与还原剂和粘结剂混合均匀进行造粒；c、焙烧预还原：步骤b中造粒得到的球团与造渣剂混匀进行焙烧预还原，得到预还原物料；造粒得到的球团按所含干基提锂料：造渣剂质量比＝100：25～106进行配料；d、熔炼分离：步骤c得到的预还原物料采用电炉进行高温熔炼，定期排放渣铁，得到镍钴锰合金及富锰渣或一般废渣。本发明通过焙烧控碳进而控锰还原率，用电池提锂料既可造镍钴锰合金，又可造镍钴锰锍；有效地实现钴镍高度富集，工艺简单、可操作性强。

技术领域

本发明属于废旧电池回收领域，具体地说是一种废旧电池提锂料回收镍钴锰金属的方法。

背景技术

锂离子电池因其能量密度大、工作电压高、循环寿命长、无记忆效应等优点，广泛应用于手机、电脑、电瓶车等电器设备上。随着电子通讯设备的普及、电动汽车产业的高速发展，锂离子电池消费量剧增，而锂离子电池平均使用寿命在5～8年，从而产生大量的废旧电池。废旧的锂离子电池中含有大量的锂、钴、镍、锰等国家战略金属，处置不当不仅会浪费资源，还会造成严重的环境污染问题，所以必须采取有效的技术对锂电池进行回收再利用。

目前对废旧锂电池的处理流程主要为硫酸浸出，调节pH值进行除杂，萃取分离提纯得到硫酸钴、硫酸镍、硫酸锰的溶液，此种方法存在渣量大、废渣难处理、耗酸耗碱较多、流程长等问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种将废旧电池提锂料转化为杂质极低的镍钴锰合金或镍钴锰锍的方法，且废渣可出售至建筑行业，为后续处理减少除杂工序，进而减少酸碱消耗，非常适合于对含钴镍锰的原料进行前处理。

为此，本发明通过以下技术方案实现：一种废旧电池提锂料回收镍钴锰金属的方法，其包括步骤：

a、干燥窑干燥：废旧电池提锂料用干燥窑进行干燥，干燥程度足以进行造粒即可，所述的废旧电池提锂料指三元电池粉料经过湿法浸出提锂后的物料，物料中的金属元素包括镍钴锰；

b、造粒：将步骤a中干燥后的废旧电池提锂料与还原剂和粘结剂混合均匀进行造粒，所述的废旧电池提锂料、还原剂、粘结剂按干基质量比＝100：0～10：1～5(当提锂料中含碳≥20％，无需加入还原剂)，此为产出镍钴锰合金时造粒配比；

c、焙烧预还原：步骤b中造粒得到的球团与造渣剂混匀进行焙烧预还原，得到预还原物料；造粒得到的球团按所含干基提锂料：造渣剂质量比＝100：25～106进行配料，焙烧预还原所用设备为回转窑，通过控制回转窑出料温度700～800℃来控制预还原物料中的碳含量为2～6％；

d、熔炼分离：步骤c得到的预还原物料采用电炉进行高温熔炼，定期排放渣铁，得到镍钴锰合金及富锰渣或一般废渣；所述的一般废渣为CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃渣，所述的富锰渣为MnO-SiO₂-CaO渣或MnO-SiO₂-Al₂O₃渣。

采用本发明的方法后，锰的回收率最高可达80％左右，钴、镍收率分别＞97％。预还原物料中的碳含量为2～6％，优选为3～6％，与锰的回收率相关联。焙烧预还原熔炼分离可将有价金属与杂质进行较好的分离。

本发明通过焙烧控碳进而控锰还原率，用电池提锂料即可造镍钴锰合金，又可造镍钴锰锍；有效的实现钴镍高度富集，工艺简单、可操作性强。

进一步地，所述步骤a中，所述的废旧电池提锂料干基包含以下质量百分比的组分：Co：5～20％，Ni：20～40％，Mn：5～20％，Li：0.5～1％，Al：0～3％，Ca：0～3％，Mg：0～2％，C：0～35％；干燥后的废旧电池提锂料水份含量为5～15％。