[发明专利]一种用锂离子筛在废旧锂离子电池材料中提锂的方法

权利要求书

1.一种用锂离子筛在废旧锂离子电池材料中提锂的方法，特别是在废旧钴镍锰酸锂三元锂离子电池正极材料中用锂离子筛吸附提锂的方法，其特征在于包括预处理，锂盐浸取、锂离子筛吸附、酸洗脱锂、电池级碳酸锂制备5个部分；预处理是将钴镍锰酸锂三元锂离子电池正极材料和脲类化合物按照质量比1:0.2-2混合均匀，在100-300℃下缓慢升温加热1-4h，使正极材料热还原为低价态的钴镍锰氧化物、氧化锂和碳酸锂，脲类化合物热分解为氮气和CO₂；所述的脲类化合物是尿素、含尿素的废液、缩二脲、氨基脲、脲醛树脂或含脲醛树脂的废液之一。

2.权利要求1所述的一种用锂离子筛在废旧锂离子电池材料中提锂的方法，其特征在于锂盐浸取采用CO₂饱和水溶液浸取低价态的钴镍锰氧化物、氧化锂和碳酸锂混合物2-8h，使锂盐以碳酸氢锂和碳酸锂形式溶于水溶液中，浸取液pH为9-13，浸取液中固液质量比为1:4-20。

3.权利要求1所述的一种用锂离子筛在废旧锂离子电池材料中提锂的方法，其特征在于锂离子筛吸附是将过滤澄清的浸取液通过锂离子筛填料柱，使浸取液中的Li⁺被锂离子筛选择性吸附，控制浸取液流速使锂离子筛4-12h达到饱和吸附，然后用水清洗锂离子筛，除去锂离子筛表面附着的钴镍锰盐。

4.权利要求1和3所述的一种用锂离子筛在废旧锂离子电池材料中提锂的方法，其特征在于锂离子筛是粉末状或加工成型的锰系锂离子筛，以废旧锂离子电池材料为原料低成本制备而成，其化学组成为H_1.33Al_x Mn_1.67O₄﹒yAl₂O₃，其中，x=0.03-0.33，y=0.06-0.18，锂离子饱和吸附容量为45-54mg/g；进行吸脱附循环10次，锂离子筛的吸附容量变化小于1%。

5.权利要求1所述的一种用锂离子筛在废旧锂离子电池材料中提锂的方法，其特征在于酸洗脱锂是用0.5mol/L的盐酸溶液缓慢淋洗饱和吸附的锂离子筛，锂离子脱附率达到90%-98%，用水清洗锂离子筛，进入下一次锂吸附循环，进行吸脱附循环10次，锂离子筛的溶解损耗小于1% 。

6.权利要求1所述的一种用锂离子筛在废旧锂离子电池材料中提锂的方法，其特征在于碳酸锂制备是将锂离子筛洗脱液浓缩，加入碳酸钠溶液调整溶液pH为11，以沉淀其中的钴镍锰杂质得到精制碳酸锂溶液，控制碳酸锂精制溶液中Li⁺/Co²⁺、Li⁺/Ni²⁺和Li⁺/Mn²⁺的摩尔比均大于50；再加入过量的碳酸钠溶液调整溶液pH为14，使溶液中的氯化锂转化为难溶性的碳酸锂沉淀出来，将碳酸锂沉淀过滤，洗涤，干燥，得到电池级碳酸锂产品，锂的回收率为90%-99% 。