[发明专利]一种废旧三元锂电池正极材料回收碳酸锂的方法

说明书

本发明公开了一种废旧三元锂电池正极材料回收碳酸锂的方法，涉及废旧三元锂电池正极材料回收技术领域，包括以下制备步骤：破碎分离、硫酸一次浸出、硫酸二次浸出：将碳粉渣置于水中，加入硫酸反应溶解得到碳粉渣溶解液、一次浸出液除铝铁、过滤、萃取、沉锂；制备得到的碳酸钠具有较高的回收率，同时杂质元素含量低，工序安全环保，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及废旧三元锂电池正极材料回收技术领域，尤其涉及一种废旧三元锂电池正极材料回收碳酸锂的方法。

背景技术

随着社会的持续发展，由于能源日益短缺和环保意识的增加，越来越多的人们将目光转向了往新能源的转变当中，因此，自锂离子电池1991年商业化以来，由于其环保、污染小，电化学性能优良的特性，现在已经被广泛应用于电话、笔记本电脑、电动汽车领域，其中，电动汽车绝大多数都选用了三元锂电池作为其动力源，因此，随着电动汽车产业的崛起，三元锂电池的需求也不断的增加，然而，三元锂电池的寿命一般都在3-8年，随着需求的增长，废旧三元锂电池也将称为固体废弃物中不可忽略的部分，大量废旧的锂电池如果不加处理势必会造成环境的污染和资源的浪费；同时由于在我国锂资源较为匮乏，因此从废旧三元锂电池中回收锂不但可缓解资源压力，也可消除污染隐患。然而，目前锂电池回收锂的工艺过程通常需要通过高温焙烧，例如，一种在中国专利文献上公开的“一种从废旧钴酸锂电池中回收钴、锂金属的方法”，其公告号CN112095000A，其公开了一种从废旧钴酸锂电池中回收锂金属的方法，其特征在于：具体步骤如下：(1)将废旧钴酸锂电池进行放电处理，经拆解、破碎、热解和筛分后获得黑色钴酸锂粉末；(2)将步骤(1)所得黑色钴酸锂粉末与铵盐按照摩尔比1:1.5～4的比例混合，将混合料置于高温球磨机内进行强化氨法焙烧，使钴酸锂转变为硫酸盐，水浸后获得富含Co2+、Li+的浸取液，并对此过程产生的氨气进行回收并以硫酸铵的形式回收并循环利用；(3)将步骤(2)所得富含Co2+、Li+的浸取液进行选择性回收钴、锂组元，利用有机萃取剂回收钴，沉淀法回收残液中的锂，将锂以碳酸锂的形式回收。然而通过高温焙烧的方法，不但能源消耗较大，同时锂电池中残留的隔膜、粘结剂等燃烧后非常容易产生废气，容易对环境造成污染，同时废气处理成本也较高。

发明内容

本发明是为了克服目前现有技术通过高温焙烧废旧锂电池的方法回收锂，不但能源消耗较大，同时锂电池中残留的隔膜、粘结剂等燃烧后非常容易产生废气，容易对环境造成污染，同时废气处理成本也较高等问题，提出了一种废旧三元锂电池正极材料回收碳酸锂的方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种废旧三元锂电池正极材料回收碳酸锂的方法，包括以下制备步骤：

S1：破碎分离：将废三元锂电池进行破碎后进行磁吸、分级过筛和旋风沉降，制备得到电池粉料；

S2：硫酸一次浸出：将电池粉料置于水和二次浸出液中得到混合液，随后加入硫酸反应溶解得到溶解液；

S3：在溶解液中加入还原剂，反应后进行固液分离，得碳粉渣和一次浸出液；

S4：硫酸二次浸出：将碳粉渣置于水中，加入硫酸反应溶解得到碳粉渣溶解液；

S5：在碳粉渣溶解液中加入还原剂，反应后进行固液分离，得到二次碳粉渣和二次浸出液；S6：一次浸出液除铝铁：在一次浸出液中加入碳酸钠溶液进行除铁铝反应，过滤后制备得到铝铁渣和除铁铝液；

S7：过滤：将除铁铝液采用高选择性纳滤膜进行纳滤处理，制备得到过滤液；

S8：萃取：在过滤液中加入金属萃取剂，萃取后分离得到含锂水相；

S9：沉锂：将含锂水相pH控制为8-8.5，加入碳酸钠溶液沉淀反应后得到锂水，随后将锂水浓缩，pH控制为9.5-10.5，加入碳酸钠溶液沉淀反应后过滤，将沉淀洗涤干燥，制备得到碳酸锂。