[发明专利]一种从废旧锂电池正极中分离提取有价金属的方法

说明书

本申请属于固体废弃物回收技术领域，尤其涉及一种从废旧锂电池正极中分离提取有价金属的方法。其中，通过将废旧锂电池正极活性材料与碳还原剂混合后进行第一高温煅烧，发生了还原反应，使正极活性材料中锂离子溢出并与体系中二氧化碳反应，得到碳酸锂，从而可以使有价金属锂以盐的形式溶解在水浸液中，之后将水浸渣与氯化剂混合后进行第二高温煅烧，发生了氯化反应，得到了氯化锰，从而可以使有价金属锰以盐的形式溶解在水浸液中，全过程锂与锰的回收率分别为86％和95％。解决了现有技术中回收废旧锂电池中有价金属存在回收效率低、时间成本高、容易造成环境污染、适应性差以及成本高等技术问题。

技术领域

本申请属于固体废弃物回收技术领域，尤其涉及一种从废旧锂电池正极中分离提取有价金属的方法。

背景技术

锂离子电池因其能量密度高、自放电量小、使用寿命长、使用安全可控等优点，长期以来作为笔记本电脑、智能手机、等电子设备以及新能源汽车的主要储能装置，尤其近年来随着新能源汽车行业的迅速发展，锂电池的产能也在逐年增大，然而汽车锂电池的使用寿命有限，随着时间的推移，锂电池的废弃量逐年增长，成为我国主要的城市固体废弃物之一，同时，废旧锂电池中有价金属含量丰富，其含量比一般的稀土矿石要高，是一种具有高价值的城市矿产，所以对废旧锂电池进行资源化回收是既符合社会需求，又能缓解因锂电池产能上升而造成的资源短缺。

目前对废旧锂电池进行资源化回收的方法包括火法冶金回收、湿法冶金回收、生物冶金回收，然而火法冶金回收是指将破碎后的废旧电池与造渣剂按一定比例混合后投入熔炼炉内进行熔炼，控制温度在1300-1600℃，得到含Co和/或Ni的合金、含锰炉渣，然而含有大量Al₂O₃、Li₂O、MnO等金属的炉渣是直接用作建筑材料，对有价金属回收效率不高，另一方面高温熔炼回收的整个过程会产生大量废气，容易造成环境污染；湿法冶金回收是指先用有机酸或无机酸对废旧电池中的有价金属进行浸出，然后通过有机萃取的方式对浸出液中各金属组分进行回收，可有机酸一方面成本高且浸出时间较长，时间成本高，另一方面无机酸浸泡废旧电池过程中所产生的酸废液会增加环保成本，且容易环境造成威胁；生物冶金回收是指利用微生物产生的酸将正极材料中的有价金属溶出，但是菌株的培养周期长、成本高、适应性差等问题。

因此，现有对废旧锂电池中有价金属回收效率不高、回收时间成本高，容易造成环境污染、回收成本高、适应性差成为急需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种从废旧锂电池正极中分离提取有价金属的方法，通过碳还原辅助氯化焙烧，将有价金属转化成金属盐，之后用去离子水浸出回收，从而解决了现有技术中回收废旧锂电池中有价金属存在回收效率低、时间成本高、容易造成环境污染、适应性差以及成本高等技术问题。

本申请第一方面提供了一种从废旧锂电池正极中分离提取有价金属的方法，包括以下步骤：

步骤1、将废旧锂电池正极活性材料与碳还原剂混合，在第一惰性气氛下进行第一煅烧，得到还原焙烧产物；

步骤2、将所述还原焙烧产物进行第一水浸，得到富锂悬浮液；

步骤3、过滤所述富锂悬浮液，得到富锂溶液和第一水浸渣；

步骤1中，所述第一煅烧的温度为650～1050℃，保温时间为30～120min。

优选的，步骤3之后，还包括步骤：

步骤4、将所述水浸渣与氯化剂混合，在第二惰性气氛下进行第二煅烧，得到氯化焙烧产物；

步骤5、将所述氯化焙烧产物进行第二水浸，得到富锰悬浮液；

步骤6、过滤所述富锰悬浮液，得到富锰溶液和第二水浸渣；

步骤4中，所述第二煅烧的温度为100～350℃，保温时间为10～60min。