[发明专利]一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法

说明书

本发明公开了一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，该方法包括以下步骤：S1：将废旧锂离子电池在含硫酸盐的放电溶液中放电，然后与硫酸盐和/或硫化物混合并热解焙烧，在热解焙烧过程中喷淋含硫酸盐的溶液，回收电池黑粉；S2：使用溶剂浸取电池黑粉中的金属离子，萃取沉锂得到碳酸锂和硫酸镍钴锰。本发明中的方法使用硫酸盐溶液对废旧锂离子电池进行放电处理，可以促进废旧锂离子电池中的有价金属的硫酸盐化，并提高热解焙烧效果。本发明中的方法通过在热解焙烧过程中喷淋含硫酸盐的溶液，实现控制热解焙烧温度，避免热解焙烧温度过高而导致产生大量的金属合金和杂质。

技术领域

本发明属于废旧材料回收领域，具体涉及一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法。

背景技术

目前，从废旧锂离子电池回收有价金属，大多是通过还原酸浸的湿法回收工艺将金属离子溶解出来，再用沉淀、萃取、结晶和再合成等方法回收金属离子，湿法回收路线的工艺成熟、适应性好，但存在流程较长、金属回收率偏低和辅料用料成本较高等问题。除了采用溶解法进行有价金属回收，行业中还使用火法冶金来回收有价金属。火法冶金工艺是在高温条件下，将电池废旧材料投入高温热解炉内，控制反应在不同的温度段内，废旧锂离子电池正极材料受热发生一系列物理化学变化，再根据所得产物性质差异实现有价金属元素的分离。火法回收方法是一种最简单的处理废旧电池的工艺，电池处理量大、工艺自动化程度高，但火法处理过程中存在热解炉控温困难、安全风险大、产出黑粉中杂质含量高、黑粉中合金含量高、后处理困难等问题。

目前比较常用的回收有价金属的技术是火法湿法联合回收工艺，CN106505270A提供了一种从废旧锂离子电池正极材料中回收有价金属的方法，包括盐溶液放电；拆解分离出正极片；正极片破碎分离正极材料和铝箔；正极材料与焙烧剂硫酸铵和/或硫酸氢铵混合低温焙烧；焙烧料水浸，分离得到碳和浸出液；向浸出液中加入沉淀剂，并使用含NH₃烟气调节pH，沉淀除Li以外的其他金属，固液分离；使用含NH₃烟气调节滤液的pH，加入碳酸铵或碳酸氢铵或者鼓入CO₂气体，沉锂，得到碳酸锂产品。该方法需要人工拆解得到正极片，废电池处理量小，人工成本高，不利于进行大规模化生产，后续的水浸出渣中残留的正极材料未得到有效的回收利用，造成资源的浪费。CN113764758A提供了一种废旧锂电池回收热解控温的方法，该方法包括以下步骤：将废旧电池原料和固体介质石英砂、煤渣或碎石料混合，进行无氧热解，筛分，破碎，分选，即得电池粉；热解的温度可控制在350～550℃。该方法引入石英石等难处理的杂质，增加后续湿法回收的处理量，需处理的废渣量急剧增加，增加了处理成本和处理难度，而且存在有价金属回收率偏低的问题。

因此，亟需开发一种新的从废旧锂离子电池回收有价金属的方法，以克服传统方法中湿法回收工艺路线长，辅料用量大，金属回收率低，电池预处理段自动化程度低、火法回收预处理中热解炉温度难以控制等电池回收处理领域亟待解决的普遍性难题。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，该方法的自动化程度高，工艺过程易于控制、每批次回收量大、产生的废渣和废液量少，回收辅料用料成本低。

本发明的目的之二在于提供一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法在电池回收中的应用。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明的第一个方面提供了一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，包括以下步骤：

S1：将废旧锂离子电池在含硫酸盐的放电溶液中放电，然后与硫酸盐和/或硫化物混合并热解焙烧，在热解焙烧过程中喷淋含硫酸盐的溶液，回收电池黑粉；

S2：使用溶剂浸取电池黑粉中的金属离子，萃取沉锂得到碳酸锂和硫酸镍钴锰。