[发明专利]一种熔盐电化学法回收锂电池正极材料中钴元素的方法

摘要

一种熔盐电化学法回收锂电池正极材料中钴元素的方法，属于过渡金属元素回收与再利用技术领域。该方法为：1)将锂电池进行放电拆解，将正极材料粉碎，加入浸出液，50～80℃搅拌10～60min，过滤；2)向滤液中滴加NaOH水溶液，pH为4.7～8时，过滤；向一次滤液中滴加NaOH水溶液，pH为9.2～10.0时，抽滤，得到沉淀，干燥、研磨，压片，灼烧，得到电极压片；3)用泡沫镍包裹氧化钴电极压片与钼丝连接为阴极，石墨棒与不锈钢丝连接为阳极；4)将熔盐原料加热至熔化温度，阴极和阳极插入熔盐中，施加电压，电解后，阴极取出，冷却，超声波振荡清洗，得到钴。采用本方法回收废旧锂电池正极材料中的钴元素具有低成本、高效，操作简单的优点。

主权项

1.一种熔盐电化学法回收锂电池正极材料中钴元素的方法，其特征在于，按以下步骤进行：步骤1：锂电池正极材料的溶解(1)将锂电池进行放电处理后，进行拆解，分离得到锂电池正极材料和负极材料；(2)将锂电池正极材料粉碎后，加入浸出液，在50～80℃恒温加热10～60min，同时伴随搅拌，得到浸出混合液；其中，按固液比，锂电池正极材料：浸出液＝(0.5～1)g:(5～20)mL；浸出液为摩尔浓度为2～6mol/L的H2SO4和体积百分数为20～40％的H2O2的混合水溶液，按体积比，摩尔浓度为2～6mol/LH2SO4：体积百分数为20～40％的H2O2＝(3～5):1；(3)将浸出混合液进行过滤，得到滤液；步骤2：氧化钴电极压片的制备(1)向滤液中滴加摩尔浓度为1～3mol/L的NaOH水溶液，当pH值为4.7～8时，有Fe、Al形成的沉淀析出，过滤，去除Fe、Al形成的沉淀，得到一次滤液；(2)向一次滤液中继续滴加摩尔浓度为1～3mol/L的NaOH水溶液，当pH值为9.2～10.0时，Co形成的沉淀析出，进行抽滤，得到Co(OH)2沉淀；(3)将Co(OH)2沉淀干燥，研磨成粉末，压片，在空气中灼烧，得到氧化钴电极压片；步骤3：电化学准备用泡沫镍集流体包裹氧化钴电极压片，然后与钼丝连接作为阴极，石墨棒与不锈钢丝集流体连接作为阳极；将熔盐原料烘干去除水分，置于坩埚中，再将坩埚放入反应器中，阴极和阳极悬吊在熔盐原料上方，封闭反应器，向反应器中持续通入氩气，形成氩气气氛；步骤4：电解(1)将熔盐原料加热至熔化温度形成熔盐，阴极和阳极插入熔盐中，构成两电极体系，在两电极中施加电压，进行电解，电解完成后，将电解后的阴极取出，冷却，并插入另一个阴极施加电压继续进行电解；其中，阴极和阳极的水平间距为15±5mm，施加电压为2.0～2.1V，电解时间为8～12h；(2)将冷却的电解后的阴极，放入水中，超声波振荡清洗，去除阴极表面附着的盐，得到的阴极即为钴。