[发明专利]一种三元锂电池回收浸出液净化的方法

说明书

本发明公开了一种三元锂电池回收浸出液净化的方法，包括如下步骤：(1)将三元锂电池回收浸出液一次加热后，调节pH至5.0‑6.5，一次过滤除去铁铝渣，加入还原剂，控制pH为酸性，二次加热，二次过滤除去铜渣，加入沉淀剂，三次过滤得到钙镁锂渣，向三次过滤后的滤液中加入萃取剂进行萃取，静置，分离得到萃取有机相和萃余液，向萃取有机相中加入反萃取剂进行反萃取，得到含镍钴锰的溶液；(2)向萃余液中加入可溶性磷酸盐后固液分离，得到含锂废渣；(3)将含锂废渣与钙镁锂渣混合后加入到可溶性氯盐溶液中进行反应，得到氯化锂溶液。该净化方法能提高浸出液除铜效率，有效去除钙镁杂质，提高锂的回收率。

技术领域

本发明属于电池回收技术领域，特别涉及一种三元锂电池回收浸出液净化的方法。

背景技术

锂离子电池具有电压高，循环性好，能量密度大，自放电小，无记忆效应等优点，已广泛应用于电子、无线通讯产业，也是未来电动汽车轻型高能力电池的首选电源。由于各类电子产品已经逐渐普及并保持着较快的更新换代速度，锂离子电池的需求日益增长，废旧锂离子电池以及锂离子电池生产废料的数量也是与日俱增，这些含有有价金属的废弃物属于危险废物，会产生严重的生态环境污染问题，而进行资源化回收再利用是解决这一问题的最佳途径。

目前市场上常用的锂离子电池正极材料主要有钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴锰三元正极材料和磷酸铁锂等。在回收处理这些废旧电池时，普遍采用硫酸、硝酸、盐酸等酸将电极材料中的有价金属浸出。且在镍钴锰酸锂中，钴和锰都为高价态，因此需要加入双氧水、亚硫酸钠等还原剂才能使金属浸出完全。研究表明在还原剂的条件下，盐酸或硫酸1-3mol/L，温度60-90℃，金属的浸出率能达到90％以上。废电池浸出液中含有大量的Ni、Co、Mn、Li有价金属，还含有Cu、Fe、Al、Zn、Ca、Mg等杂质离子，浸出液中的混合金属离子仍需采用合适的纯化方法才能实现资源化。

现有的浸出液净化工艺中，多采用铁粉置换除铜，再经氧化调节pH去除铁铝，然后采用P204(二(2-乙基己基)磷酸酯)萃取Ni、Co、Mn与杂质离子分离，最后，为了将锂回收，在萃余液中加入碳酸盐或磷酸盐沉淀锂。但上述工艺存在以下问题：①铁粉置换除铜效率低、铜离子残留仍较高，多数厂家选择加入硫化钠彻底除铜，而硫离子的加入也不可避免的将有价金属镍钴一并沉淀，造成有价金属的损失；②萃取过程的分离系数不高，杂质离子Ca、Mg不易除去；③萃余液含有大量锂，需单独去除，且常用碳酸钠沉锂，由于碳酸锂溶度积常数为8.15×10^-4，为了提高锂的沉淀率，普遍添加过量碳酸钠，但沉锂母液中的锂仍高达1.5g/L左右，而采用磷酸盐沉锂，又会导致后期锂的富集较为困难，难以提高锂的回收率。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种三元锂电池回收浸出液净化的方法，该净化方法能提高浸出液除铜效率，进一步去除钙镁杂质，并提高锂的回收率，使锂的回收率不低于99％。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种三元锂电池回收浸出液净化的方法，包括如下步骤：

(1)将三元锂电池回收浸出液一次加热后，调节pH至5.0-6.5，一次过滤除去铁铝渣，加入还原剂，控制pH为酸性，二次加热，二次过滤除去铜渣，加入沉淀剂，三次过滤得到钙镁锂渣，向三次过滤后的滤液中加入萃取剂进行萃取，静置，分离得到萃取有机相和萃余液，向萃取有机相中加入反萃取剂进行反萃取，得到含镍钴锰的溶液，其中三元锂电池回收浸出液是在浸出工序使用硫酸和过氧化氢得到的浸出液；

(2)向萃余液中加入可溶性磷酸盐后固液分离，得到含锂废渣；

(3)将含锂废渣与钙镁锂渣混合后加入到可溶性氯盐溶液中进行反应，得到氯化锂溶液。

优选的，步骤(1)中将三元锂电池回收浸出液一次加热后，调节pH至5.5-6.0。

优选的，步骤(1)中所述一次加热后的温度为60-100℃。