[发明专利]三元锂电池料的萃取回收线、方法及应用

说明书

本发明提供一种三元电池料的萃取回收线、方法及应用，设计了一套可同时萃取回收电池级别的硫酸镍溶液、电池级别的硫酸锰溶液和电池级别的硫酸钴溶液的萃取回收线，包括六条萃取回收分段线，其中每一萃取回收分段线包括多级的萃取回收段，每一萃取回收段由至少一萃取箱组成，通过合理的分段设计来提高萃取回收的回收率，镍和钴的回收率可高达99%。

技术领域

本发明涉及锂电池料的回收领域，特别涉及一种三元锂电池料的萃取回收线、方法及应用。

背景技术

三元聚合物锂电池,是指正极材料使用镍钴锰酸锂（Li(NiCoMn)O₂）或者镍钴铝酸锂的三元正极材料的锂电池，锂离子电池的正极材料有很多种，主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等，其在容量与安全性方面的性能都比较均衡，循环性能也好于正常钴酸锂，可在电动汽车领域有着广泛的应用。

随着自然资源的不断枯竭，贵金属价格的上涨及矿产资源的稀缺使原料回收成为电池市场中重要的部分，通过拆解回收三元锂电池中的镍、钴、锰等金属元素并经进一步的资源化，可以生产出镍、钴、锰及锂盐以及三元正极材料及其前驱体，将回收的产品再次用于锂电池电芯制造，有利于闭环产业链的构建。

常见的回收方案包括选择性浸出、选择性沉淀和溶剂萃取等，而选择性浸出以及选择性沉淀需要添加非常多的辅料，不仅存在萃取工艺复杂还存在回收产物的纯度不足的问题，相较而言，溶剂萃取是更优的选择，然而目前市面上的溶剂萃取法还是存在萃取回收率不高的问题，研调市场后发现目前的溶剂萃取法的萃取回收率一般仅能控制在95%上下，导致资源无法被充分的回收利用；另外萃取回收得到的产物的纯度和品质欠佳，产物中往往中具有较多的杂质，其在重新利用于锂电池的制备时还需要进行进一步的提纯处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三元锂电池料的萃取回收线、方法及应用，可以萃取回收高品质的电池级别的硫酸钴溶液、电池级别的硫酸锰溶液、电池级别的硫酸镍溶液，镍、钴的回收率大于99%。

为实现以上目的，本技术方案提供一种三元锂电池料的萃取回收线，包括：

六条萃取回收分段线，其中每一萃取回收分段线包括多级的萃取回收段，每一萃取回收段由至少一萃取箱组成；

其中所述萃取回收分段线区分为除杂线、萃锰线、萃钴线、镍富集线、镍精炼线以及钴精炼线；所述除杂线内的萃取回收段包括依次设置的第一钠皂段、除杂萃取段、第一洗涤段、第一反萃段、第一反铁段以及第一洗氯段，所述萃锰线内的萃取回收段包括依次设置的第二钠皂段、萃锰萃取段、第二洗涤段、第二反萃段、第二反铁段以及第二洗氯段，所述萃钴线内的萃取回收段包括依次设置的第三钠皂段、萃钴萃取段、第三洗涤段、第三反萃段、第三反铁段以及第三洗氯段，所述镍富集线内的萃取回收段包括依次设置的第四钠皂段、萃镍萃取段、第四洗涤段、第四反萃段、第四反铁段以及第四洗氯段，所述镍精炼线的依次设置的第五钠皂段、镍皂段、萃钴镁萃取段、第五洗涤段以及第五反萃段，所述钴精炼线内的萃取回收段包括第六钠皂段、钴皂段以及精炼萃取段；

所述除杂萃取段输出的除杂萃余料输入到所述萃锰萃取段，所述萃锰萃取段输出的萃锰萃余料输入到所述萃钴萃取段，所述萃钴萃取段输出的萃钴萃余料输入到萃镍萃取段输出萃镍萃余料，第四反萃段输出的硫酸镍镁溶液输入到所述镍精炼线的萃钴镁萃取段内输出电池级别的硫酸镍溶液，第三反萃段输出的硫酸钴溶液输入到钴精炼线的精炼萃取段内输出电池级别的硫酸钴溶液，第二反萃段输出电池级别的硫酸锰溶液。

第二方面，本方案提供一种三元锂电池料的萃取回收方法，包括：

钠皂后的第一萃取剂和三元锂电池料输入到所述除杂线的除杂萃取段内进行萃取得到除杂萃余液以及萃取有杂质的第一萃取剂，萃取有杂质的第一萃取剂经历第一洗涤段、第一反萃段、第一反铁段以及第一洗氯段后再进入第一钠皂段内进行钠皂处理，第一萃取剂循环使用；