[发明专利]烧结法回收铝锂元素的方法

说明书

本发明提供了一种烧结法回收铝锂元素的方法。该方法包括以下步骤：粉碎浆化步骤：将废旧锂电池正极进行粉碎，得到粉碎料；调制包括粉碎料、铵盐和碳酸盐的浆料；烧结步骤：将浆料在500～800℃温度条件下进行烧结，得到烧结料和烧结尾气；溶浸步骤：采用稀碱溶液溶浸烧结料，得到溶出液；沉锂步骤：向溶出液中加入沉锂剂进行沉锂反应，得到锂沉淀和沉锂后液；种分步骤：将烧结尾气通入沉锂后液中，其次蒸发浓缩，然后向浓缩液中加入晶种，搅拌诱导析出铝沉淀。本发明有效解决了现有技术中废旧锂电池铝和极粉无法有效分离，对于后续酸浸或碱溶工序产生不利影响的问题。

技术领域

本发明涉及废旧电池资源回收技术领域，具体而言，涉及一种烧结法回收铝锂元素的方法。

背景技术

随着新能源汽车的大规模推广和应用，我国新能源汽车产销量已稳居全球第一，未来的动力电池将面临大规模退役问题。2020年，最早推广的一批动力电池即将退役，报废动力电池是宝贵的“城市矿山”，其有价金属的高效回收和再生利用能够提高资源利用效率。如何综合利用的问题显得尤为紧迫，对我国降低对外依存度、国家资源战略安全和发展循环经济具有重要意义。

现阶段，废旧锂电池回收思路一般以干法和传统湿法冶金联动回收为主，即对废旧锂电池进行破碎筛分，得到正负极粉、铝粒、铜粒及碎隔膜等，再对正负极粉进行酸浸、除杂、萃取及化学沉淀等回收各元素盐。然而经过粉碎得到的铝粒会夹带极粉，纯度较低，而正负极粉中也会夹带少量的细微铝粒。常规处理粉碎的铝粒的方法有焙烧法烧除粘结剂、利用液碱溶解铝及利用浮选摇床机械化学等达到分离效果；极粉则进湿法系统中通过酸浸等工序回收其中的有价金属如镍钴锰等。

然而，极粉中夹杂的铝粉进入湿法系统中将增加浸出工序中酸耗，除杂工序中碱消耗也会相应增加。因此，如何高效、快速、环保的使铝和极粉有效分离，提高废旧锂电池中有价元素回收率，是资源化回收领域亟待解决的难点。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种烧结法回收铝锂元素的方法，以解决现有技术中废旧锂电池铝和极粉无法有效分离，对于后续酸浸或碱溶工序产生不利影响的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种烧结法回收铝锂元素的方法，其包括以下步骤：粉碎浆化步骤：将废旧锂电池正极进行粉碎，得到粉碎料；调制包括粉碎料、铵盐和碳酸盐的浆料；烧结步骤：将浆料在500～800℃温度条件下进行烧结，得到烧结料和烧结尾气；溶浸步骤：采用稀碱溶液溶浸烧结料，得到溶出液；沉锂步骤：向溶出液中加入沉锂剂进行沉锂反应，得到锂沉淀和沉锂后液；种分步骤：将烧结尾气通入沉锂后液中，其次蒸发浓缩，然后向浓缩液中加入晶种，搅拌诱导析出铝沉淀。

进一步地，粉碎浆化步骤中，铵盐选自氯化铵、硫酸铵、硝酸铵中的一种或者多种；优选碳酸盐选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸钙中的一种或者多种。

进一步地，粉碎浆化步骤中，粉碎料、铵盐、碳酸盐之间的重量比为1:(0.1～0.5):(0.1～0.2)；优选地，浆料中的液固比为1:(2～5)。

进一步地，粉碎料的粒径为50至150目。

进一步地，烧结步骤包括：将浆料放入转炉中，在500～800℃温度条件下烧结2～6h，同时收集烧结尾气；待烧结完毕后，冷却，得到烧结料。

进一步地，溶浸步骤中，稀碱溶液选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾中的一种或者多种的水溶液；优选地，稀碱溶液的重量浓度为5～10g/L。

进一步地，溶浸步骤中，稀碱溶液与烧结料的液固比为(3～6):1；优选地，溶浸步骤中的溶浸温度为80～95℃，溶浸时间为1～5h。

进一步地，沉锂步骤中，沉锂剂选自碳酸钠、磷酸钠、氟化钠中的一种或者多种；优选地，沉锂剂的加入量为溶出液中Li元素理论所需用量的1.2～1.5倍；优选地，沉锂反应的温度为85～95℃，时间为1～4h。