[发明专利]废旧磷酸铁锂和镍钴锰酸锂电池正极材料综合回收方法

说明书

本发明提供了一种磷酸铁锂和镍钴锰酸锂电池正极材料的综合回收方法，包括：(1)将磷酸铁锂和镍钴锰酸锂混合粉料加入三价铁盐溶液中进行浸取，随后过滤得到浸出液和浸出渣；(2)向所述浸出液中加入碱和氧化剂，反应后过滤得到第一溶液和杂质；(3)向所述第一溶液中加入第一沉淀剂，反应后过滤得到第二溶液和镍钴锰氢氧化物；(4)向所述第二溶液中加入第二沉淀剂，反应后过滤得到母液和锂盐，母液返回步骤(1)。本发明的综合回收方法能够高效浸取回收镍钴锰锂正极材料。

技术领域

本发明属于废旧锂电池资源回收技术领域，具体地，本发明涉及一种混合废旧磷酸铁锂和镍钴锰酸锂电池正极材料的综合回收方法。

背景技术

废旧镍钴锰酸锂三元正极材料主要的回收方法是加入还原剂和酸(如：无机酸、有机酸)进行浸取。常用的无机酸包括硫酸、盐酸、磷酸、硝酸等，它们虽然价格便宜，但是大多数无机酸的酸性较强，对设备的耐腐蚀性要求较高，这无疑又增加了生产成本。此外无机酸产生的废水难处理，如果处理不当还有可能会产生二次污染。所用的有机酸如酒石酸、草酸、醋酸、柠檬酸、抗坏血酸等。有机酸的优点明显，如可生物降解，选择性好等，但是缺点也突出——成本高。

废旧磷酸铁锂的回收处理方法一般都采用酸和还原剂浸取，中国专利申请关于废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法中大部分均有涉及，如公开号为CN107739830A、CN109207730A、CN106684485A等的中国专利申请。这种方法虽然浸出率较高但是后期需要大量的碱液去中和前期过量的酸液并且所使用的酸不能循环使用，所以造成了工艺路线复杂并加大了生产成本。公开号是CN110371943A的中国专利申请公开了一种利用硫酸和双氧水选择性回收镍钴锰酸锂和磷酸铁锂混合废料的工艺。该方法虽然是同时处理废旧镍钴锰酸锂和磷酸铁锂，但所用的硫酸是一种强酸，腐蚀性较强，对回收设备的防腐要求较高。

发明内容

为了解决上述全部或部分问题，本发明目的在于提供一种混合废旧磷酸铁锂和镍钴锰酸锂电池正极材料的综合回收方法，能够从废旧磷酸铁锂和镍钴锰酸锂电池正极材料的混合样中回收到锂盐、镍钴锰氢氧化物和磷酸铁，实现了废旧磷酸铁锂和镍钴锰酸锂电池正极材料的综合回收。

一种磷酸铁锂和镍钴锰酸锂电池正极材料的综合回收方法，包括：

(1)将废旧磷酸铁锂和镍钴锰酸锂正极材料混合粉料加入三价铁盐溶液中进行浸取，随后过滤得到浸出液和浸出渣；

(2)向所述浸出液中加入碱和氧化剂，反应后过滤得到第一溶液和杂质；

(3)向所述第一溶液中加入第一沉淀剂，反应后过滤得到第二溶液和镍钴锰氢氧化物；

(4)向所述第二溶液中加入第二沉淀剂，反应后过滤得到母液和锂盐，母液返回步骤(1)。

可选地，将所述浸出渣和所述杂质混合，采用酸溶液进行洗涤，随后过滤得到三价铁盐溶液和磷酸铁，三价铁盐溶液返回步骤(1)。

可选地，所述酸是硫酸、硝酸、盐酸中的任意一种或多种。

可选地，在步骤(1)中，在50-95℃温度条件下进行浸取，反应时间是 30-180分钟。

可选地，在步骤(1)中，所述三价铁盐溶液是硫酸铁溶液、氯化铁溶液、硝酸铁盐溶液中的任意一种或多种。

可选地，在步骤(2)中，所述碱是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氨水中的任意一种。

可选地，在步骤(2)中，所述氧化剂是过氧化氢、氧气、空气、臭氧中的一种。

可选地，在步骤(3)中，所述第一沉淀剂是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氨水中的任意一种。

可选地，在步骤(4)中，所述第二沉淀剂是碳酸钠或磷酸钠。