[发明专利]一种废旧三元锂电池中钴锰与镍锂分离方法

说明书

本发明公开的属于废旧电池回收技术领域，具体为一种废旧三元锂电池中钴锰与镍锂分离方法，以523型废旧三元锂电池正极材料酸性浸出液为原料，包括以下步骤：(1)沉锰：浸出液升温至50℃以上，加入高锰酸钾，反应2～3小时后过滤得到滤渣和沉锰过滤液，将滤渣水洗后得低钴高锰渣；(2)一次沉钴：调节沉锰过滤液pH在1～3，升温至90℃以上，加入过硫酸钠，反应2～3小时得到滤渣和沉钴过滤液，将滤渣水洗后得钴。（3）二次沉钴：调节一次沉钴过滤液pH在1～3，升温至90℃以上，加入过硫酸钠，反应2～3小时得到滤渣和镍锂溶液，将滤渣水洗后得钴，实现钴锰与镍锂的分离，分离效率高，整个分离工艺简单易操作，无废液排放，减轻了后续分离负担。

技术领域

本发明涉及废旧电池回收技术领域，具体为一种废旧三元锂电池中钴锰与镍锂分离方法。

背景技术

目前，三元锂离子电池材料已经成为动力锂离子电池材料市场上的主流产品，需求量越来越大。LiNiCoMnO作为最主要的三元锂离子电池材料之一，占据了极重的市场份额。

自1997年锂离子电池实现商业化，到2021年我国动力电池产量单年达到219.7GWh，锂电池得到了迅速的发展。因具有高安全性、高容量等特性，锂电池在数码产品如手机、笔记本电脑等产品中广泛使用。锂电池中最重要的材料当为锂电池正极材料，包括钴酸锂、磷酸亚铁锂、镍酸锂和镍钴锰酸锂等，其中以镍钴锰酸锂作为正极材料的三元锂电池在2021年市场占有率达到59.5%。

废旧三元锂离子电池中含有大量的镍钴锰等，具有较大的回收价值。工业上分离钴镍锰锂，重点难点在于钴与镍的分离。对于钴与镍的分离，有的采取萃取分离，但萃取分离的缺点在于萃取剂价格昂贵，不环保，工艺复杂。为此，亟需提供一种分步沉淀分离钴锰与镍锂的方法。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

因此，本发明的目的是提供一种废旧三元锂电池中钴锰与镍锂分离方法，通过采用分步沉淀的方法对钴锰与镍锂进行分离，分离的效率高，金属残留极少，整个分离工艺简单易操作，钴锰渣的水洗液中含有少量的钴锰，可用于523型废旧三元锂电池正极材料浸出工艺中做配酸使用，使得本发明的工艺无废液排放，减轻了后续处理负担，降低了生产成本。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种废旧三元锂电池中钴锰与镍锂分离方法，其包括：

以523型废旧三元锂电池正极材料酸性浸出液为原料，包括以下处理步骤：

（1）沉锰：浸出液升温至50℃以上，加入高锰酸钾固体，反应2～3小时后过滤得到滤渣和沉锰过滤液，将滤渣水洗后得低钴高锰渣；

（2）一次沉钴：调节沉锰过滤液pH在1～3，升温至90℃以上，加入过硫酸钠，反应2～3小时得到滤渣和一次沉钴过滤液，将滤渣水洗后得钴。

（3）二次沉钴：调节一次沉钴过滤液pH在1～3，升温至90℃以上，加入过硫酸钠，反应2～3小时得到滤渣和镍锂溶液，将滤渣水洗后得钴。

作为本发明所述的一种废旧三元锂电池中钴锰与镍锂分离方法的一种优选方案，其中：所述原料液由523型废旧三元锂电池正极材料酸性浸出得到。

作为本发明所述的一种废旧三元锂电池中钴锰与镍锂分离方法的一种优选方案，其中：所述步骤(1)中，反应温度保持在50-70℃之间。

作为本发明所述的一种废旧三元锂电池中钴锰与镍锂分离方法的一种优选方案，其中：所述步骤(1)中，高锰酸钾加入量为理论加入量的1.2～1.4倍。