[发明专利]选择性还原回收废旧锂离子电池有价金属的方法

说明书

本发明涉及一种选择性还原回收废旧锂离子电池有价金属的方法，属于废旧锂离子电池回收技术领域。本发明的方法包括：将废旧三元锂离子电池破碎后筛分、磁选、风选得到三元电芯粉；将褐煤粉与三元电芯粉以质量比0.2～2：1混匀后在500～800℃焙烧5～8h，冷却后得到还原粉I；筛分还原粉I，得到金属粗钴和含镍锰的分离粉I；将还原剂和分离粉I按质量比0.2～2：1混匀后在800～1200℃焙烧5～8h，冷却后得到还原粉II，焙烧的过程通惰性气体焙烧；焙烧的尾气用水吸收，得到LiOH溶液；筛分还原粉II，得到金属粗镍和含有锰的氧化物的分离粉II。本发明的工艺污染小，后续处理简单，流程短，设备使用率高。

技术领域

本发明涉及一种选择性还原回收废旧锂离子电池有价金属的方法，属于废旧锂离子电池回收技术领域。

背景技术

目前废旧三元锂电池的回收方法通常分为火法和湿法两种。火法通常将废旧三元锂电池的正极材料在高温下焙烧，再通过浸出获得含锂溶液和含有镍钴锰的渣相。对渣相进行处理，分离得到镍钴锰。湿法通常是将废旧三元锂电池的正极材料用碱性或酸性溶液浸出，再分离获得锂、镍、钴、锰的相关产品。

火法在浸出获得锂产品后，分离得到镍钴铜合金或镍及钴金属的混合物等，通常对含有镍钴锰的渣相不进行进一步利用。此外因镍钴均有铁磁性，镍钴金属的混合物通过物理方法难以分离。而镍钴铜合金通过电解分离精制，则存在分离难度大，工艺流程长，能耗大等缺点。

湿法通常是用碱性或酸性溶液溶解废旧三元锂电池的正极材料，再对浸出液进行除杂，通过萃取、沉淀等方式获得锂、镍、钴、锰的相关产品，存在工艺流程长，废液产量大，容易造成二次污染等缺点。

CN201710251703.5公开将初步破碎及富集金属元素的废电池和含铜电子废弃物混合，配入造渣剂和一定配比的还原剂进行氧化还原反应，反应过程中铁、铝等形成氧化物进入上层渣相，金属钴和镍则进入底层的铜液，从而实现金属相与渣相分离并得到含有铜、钴、镍的金属，再通过电解精炼分别回收铜、钴、镍等高纯度金属。还原剂为焦炭、活性炭、天然气、塑料中的一种或几种组合，中高温熔炼温度为800～1400℃。

CN201911036367.8公开将废旧锂离子电池拆分、破碎筛选得到的正极材料粉料用含碳还原剂进行还原焙烧，得到的焙砂用水调浆，并加入适量氯化钙或石灰乳溶液反应转型，焙砂中碳酸锂被选择提取到溶液中，从而实现与镍、钴、锰、铁、铝、磷等分离。所述含碳的还原剂为煤粉、天然气、一氧化碳、焦粉、碳粉、石墨、生物质中的一种或多种，所述含碳的还原剂优选天然气、一氧化碳、焦粉、碳粉中的一种或多种。所述还原焙烧的焙烧温度为500～1100℃，优选550～850℃。该专利的实施例1中，提到用CO还原时镍、钴被还原得到金属，锰被还原为MnO₂。

上述专利虽然还原得到了铜钴镍的合金和镍、钴金属，但都存在有价金属分离困难的问题，影响经济效益。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种新的回收废旧锂离子电池有价金属的方法。

为解决本发明的第一个技术问题，本发明所述的选择性还原回收废旧锂离子电池有价金属的方法包括：

A.将三元锂离子电池破碎后筛分、磁选、风选得到三元电芯粉；

B.将还原剂A与三元电芯粉以质量比0.2～2：1混匀后在500～800℃焙烧5～8h，冷却后得到还原粉I，焙烧的过程通惰性气体，所述还原剂A为褐煤粉或烟煤中的至少一种；

C.筛分还原粉I，得到金属粗钴和含镍锰的分离粉I；

D.将还原剂B和分离粉I按质量比0.2～2：1混合在800～1200℃焙烧5～8h，冷却后得到还原粉II，焙烧的过程通惰性气体焙烧；

焙烧的尾气用水吸收，得到LiOH溶液；