[发明专利]一种利用超低温焙烧从废旧锂离子电池中选择性回收锂的方法

说明书

一种利用超低温焙烧从废旧锂离子电池中选择性回收锂的方法，涉及一种从废旧锂离子电池中选择性回收锂的方法。本发明是要解决现有的高温冶金回收废弃锂离子电池中有价金属过程焙烧温度高、能耗成本大，回收效率低；而湿法冶金则存在着酸碱及还原剂耗量大、分离过程中金属流失严重、后续废水废液处理难、环境负荷大的技术问题。本发明加入复合盐从锂离子电池的正极片中选择性破坏锂与氧的层间结构并形成可溶性锂盐，从而实现锂离子的选择性提取。本发明采用300℃的超低温度即可进行，对目标金属具有选择性、锂离子回收率达到90％，回收的碳酸锂纯度高达95％；整个过程无酸和碱的加入，能耗成本低，回收过程中不产生二次污染。

技术领域

本发明涉及一种从废旧锂离子电池中选择性回收锂的方法。

背景技术

锂离子电池(LIB)具有充放电性能好、工作电压高、能量密度高、产品质量轻、循环寿命长和安全性好等优点，从1990年实现商业化以来，逐步取代传统的镍氢电池、镍镉电池和铅蓄电池等二次电池并广泛应用于新能源汽车、便携式电子和通讯产品以及太阳能等可再生能源的固定储能设备。预计2025年全球电池市场需求将达到999.8亿美元，出货量为439.32亿千瓦时，这种巨大的能源需求将导致大量资源的消耗。由于锂离子电池的使用寿命一般为3～5年，因此，废弃锂离子电池带来的环境污染和资源浪费问题也日益突出，如何合理处置废弃锂离子电池的问题是不容忽视的。废弃锂离子电池不仅含有高品位的锂，还拥有大量的重金属元素，如镍(Ni)和钴(Co)锰(Mn)以及有毒的有机电解质和粘结剂，这些均对人体健康和生态环境造成不可忽视的影响。对废锂离子电池中Co、Ni、Mn、Li、Al和Cu等资源的回收和无害化处理既克服了丢弃方法处置报废锂离子电池对环境造成的污染，同时还使有限的资源得以循环利用，不仅具有重大的经济效益，在环境保护方面也具有重大的意义。

目前，废弃锂离子电池正极材料中锂的回收方法主要有湿法冶金和火法冶金。湿法冶金工艺具有设备要求低、工艺简单、操作方便、金属回收率相对较高的优点，但其高效回收依赖于强酸强碱及强还原剂的加入，药耗量大，成本高昂。目前报道的采用盐酸、硫酸、硝酸、柠檬酸、苹果酸等溶解废弃锂离子电池，回收过程中不可避免地产生含酸气体、NO_x废气和无机酸含量、有机酸含量很高的废水，这对大气环境、水环境造成了严重的二次污染；溶解过程又采用了较高的酸浓度和加入双氧水或过硫酸铵等还原剂，这对回收设备防腐蚀性能的要求很高；溶解后的后续处理工序长，提高成本。传统的高温冶金直接将废弃锂离子电池进行高温焚烧获得金属合金，过程焚烧温度高达800～1000℃，焚烧时间长，且会产生大量氯化物、二恶英等有毒有害气体，锂蒸发损失量巨大，设备要求高，金属回收效率低。