一种从废旧镍钴锰酸锂电池材料中回收有价金属的方法
【专利摘要】本发明公开了一种从废旧镍钴锰酸锂电池材料中回收有价金属的方法。该方法主要包括废旧镍钴锰酸锂电池材料的放电处理、粉碎、焙烧；焙烧后用硫酸和硝酸浸出，浸出液用氯酸钠溶液沉淀铜、铁和铝离子，过滤后滤液用氢氧化钠和氨水沉淀得到含镍钴锰沉淀和锂盐溶液，锂盐溶液净化后用碳酸钠沉淀。采用本发明的方法，废旧镍钴锰酸锂电池材料中的有价金属回收率在98％以上。
【专利说明】
一种从废旧镍钴锰酸锂电池材料中回收有价金属的方法
技术领域
[0001]本发明涉及废旧电池材料回收技术领域，尤其涉及一种从废旧镍钴锰酸锂电池材料中回收有价金属的方法。
【背景技术】
[0002]锂离子电池具有工作电压高、体积小、质量轻、无记忆效应、无污染、自放电小和循环寿命长等优点，是21世纪发展的理想能源载体。锂离子电池广泛应用于水利、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，邮电通讯的不间断电源，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航天航空等多个领域；同时锂离子电池以其特有的性能优势已在便携式电器如手提电脑、摄像机、移送通讯中得到普遍应用。
[0003]随着能源的紧缺和世界的环保方面的压力，针对废旧锂离子电池的回收利用的研究越来越多。
[0004]CN102676827A公开了一种从废旧镍钴锰酸锂电池中回收有价金属的方法，包括如下步骤:原料整理步骤:以废旧镍钴锰酸锂电池作为回收原料，其中各镍钴锰酸锂电池中的正极材料为同类的正极材料;金属回收步骤:从所述回收原料中回收得到镍钴锰复合碳酸盐和碳酸锂。
[0005]CN104466294A公开了一种从镍钴锰酸锂废电池中回收金属的方法，其步骤为:将废锂离子电池进行放电、拆解或收集正极边角料、正极残片，获得废正极片，废正极片经焙烧、水溶解、过滤获得废镍钴锰酸锂粉末;将废镍钴锰酸锂粉末与硫酸氢钾按一定比例混合后焙烧，焙烧产物用水浸出，然后向溶液中加入碳酸钾溶液后过滤，补充碳酸盐调整滤渣中L1、N1、Co、Mn的比例后将其球磨、压紧、焙烧，重新获得镍钴锰酸锂正极材料。滤液用硫酸调整成分并进行结晶处理后获得的硫酸氢钾能够被再次利用。
[0006]CN105206889A公开了一种废旧镍钴锰酸锂三元电池正极材料的处理方法，其包括以下几个步骤:(I)预处理，(2)化学溶解，(3)化学除杂，(4)萃取深度除杂和钴镍锰的富集。
【发明内容】
[0007]本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种从废旧镍钴锰酸锂电池材料中回收有价金属的方法。该方法有价金属回收率高。
[0008]本发明所述的一种从废旧镍钴锰酸锂电池材料中回收有价金属的方法，步骤如下:
(1)将所述废I日镍钴锰酸锂电池材料进行放电处理，然后经粉碎机粉碎至粒度小于149微米占90 %以上；
(2)将粉碎后的镍钴锰酸锂电池材料与添加剂一起加入到焙烧炉中进行焙烧，焙烧温度为650?750°C，焙烧时间为l_5h;
(3 )将焙烧后的镍钴锰酸锂电池材料用1.1?2.3mo I/L的硫酸和1.5?2.8moI/L的硝酸浸出，其中，硫酸和硝酸的体积比为I?2:1，浸出时间为3?5h，浸出温度为80?100°C，浸出过程进行搅拌，搅拌速度为90?100r/min，过滤，得到浸出液；
(4)向步骤(3)得到的浸出液中加入1.0?1.5mol/L的氯酸钠溶液调整浸出液的pH值为6.7?7.2，使浸出液中的铜、铁和铝离子沉淀，液固分离得滤液和沉淀物，除去沉淀物；
(5)向步骤(4)得到的滤液中加入1.0?1.5moI/L氢氧化钠溶液和1.0?1.5moI/L氨水，调节滤液的pH值为11?12，其中，氢氧化钠溶液和氨水的体积比为I?3:1，使镍、钴、锰沉淀，过滤，得到含镍钴锰沉淀物和锂盐溶液；
(6)将步骤(5)得到的锂盐溶液净化，然后加入1.0?2.3mol/L的碳酸钠溶液，沉淀得到碳酸锂；
(7)含镍钴锰沉淀物经过常规处理用作生产镍钴锰酸锂电池的原料。
[0009]采用了上述技术方案，废旧镍钴锰酸锂电池材料中的有价金属回收率在98%以上。
【具体实施方式】
[0010]下面结合具体实例对本发明做出详细说明。
[0011]实施例1:
一种从废旧镍钴锰酸锂电池材料中回收有价金属的方法，步骤如下:
(1)将所述废I日镍钴锰酸锂电池材料进行放电处理，然后经粉碎机粉碎至粒度小于149微米占90 %以上；
(2)将粉碎后的镍钴锰酸锂电池材料与添加剂一起加入到焙烧炉中进行焙烧，焙烧温度为650°C，焙烧时间为3h;
(3)将焙烧后的镍钴锰酸锂电池材料用1.2mol/L的硫酸和1.6mol/L的硝酸浸出，其中，硫酸和硝酸的体积比为1:1，浸出时间为3h，浸出温度为80°C，浸出过程进行搅拌，搅拌速度为90r/min，过滤，得到浸出液；
(4)向步骤(3)得到的浸出液中加入1.0mol/L的氯酸钠溶液调整浸出液的pH值为6.8，使浸出液中的铜、铁和铝离子沉淀，液固分离得滤液和沉淀物，除去沉淀物；
(5)向步骤(4)得到的滤液中加入1.0mol/L氢氧化钠溶液和1.0mol/L氨水，调节滤液的pH值为11，其中，氢氧化钠溶液和氨水的体积比为1:1，使镍、钴、锰沉淀，过滤，得到含镍钴锰沉淀物和锂盐溶液；
(6)将步骤(5)得到的锂盐溶液净化，然后加入1.0mol/L的碳酸钠溶液，沉淀得到碳酸锂；
(7)含镍钴锰沉淀物经过常规处理用作生产镍钴锰酸锂电池的原料。
[0012]实施例2:
一种从废旧镍钴锰酸锂电池材料中回收有价金属的方法，步骤如下:
(1)将所述废I日镍钴锰酸锂电池材料进行放电处理，然后经粉碎机粉碎至粒度小于149微米占90 %以上；
(2)将粉碎后的镍钴锰酸锂电池材料与添加剂一起加入到焙烧炉中进行焙烧，焙烧温度为750°C，焙烧时间为5h;
(3)将焙烧后的镍钴锰酸锂电池材料用2.3mol/L的硫酸和2.8mol/L的硝酸浸出，其中，硫酸和硝酸的体积比为2:1，浸出时间为5h，浸出温度为90°C，浸出过程进行搅拌，搅拌速度为I OOr/min，过滤，得到浸出液；
(4)向步骤(3)得到的浸出液中加入1.5mol/L的氯酸钠溶液调整浸出液的pH值为7.2，使浸出液中的铜、铁和铝离子沉淀，液固分离得滤液和沉淀物，除去沉淀物；
(5)向步骤(4)得到的滤液中加入1.5mol/L氢氧化钠溶液和1.5mol/L氨水，调节滤液的pH值为12，其中，氢氧化钠溶液和氨水的体积比为3:1，使镍、钴、锰沉淀，过滤，得到含镍钴锰沉淀物和锂盐溶液；
(6)将步骤(5)得到的锂盐溶液净化，然后加入2.3mol/L的碳酸钠溶液，沉淀得到碳酸锂；
(7)含镍钴锰沉淀物经过常规处理用作生产镍钴锰酸锂电池的原料。
[0013] 实施例3:
一种从废旧镍钴锰酸锂电池材料中回收有价金属的方法，步骤如下:
(1)将所述废I日镍钴锰酸锂电池材料进行放电处理，然后经粉碎机粉碎至粒度小于149微米占90 %以上；
(2)将粉碎后的镍钴锰酸锂电池材料与添加剂一起加入到焙烧炉中进行焙烧，焙烧温度为700°C，焙烧时间为3h;
(3)将焙烧后的镍钴锰酸锂电池材料用1.9mol/L的硫酸和2.5mol/L的硝酸浸出，其中，硫酸和硝酸的体积比为1:1，浸出时间为4h，浸出温度为90°C，浸出过程进行搅拌，搅拌速度为I OOr/min，过滤，得到浸出液；
(4)向步骤(3)得到的浸出液中加入1.2mol/L的氯酸钠溶液调整浸出液的pH值为7.1，使浸出液中的铜、铁和铝离子沉淀，液固分离得滤液和沉淀物，除去沉淀物；
(5)向步骤(4)得到的滤液中加入1.2mol/L氢氧化钠溶液和1.2mol/L氨水，调节滤液的pH值为12，其中，氢氧化钠溶液和氨水的体积比为2:1，使镍、钴、锰沉淀，过滤，得到含镍钴锰沉淀物和锂盐溶液；
(6)将步骤(5)得到的锂盐溶液净化，然后加入2.0mol/L的碳酸钠溶液，沉淀得到碳酸锂；
(7)含镍钴锰沉淀物经过常规处理用作生产镍钴锰酸锂电池的原料。
【主权项】
1.一种从废旧镍钴锰酸锂电池材料中回收有价金属的方法，其特征在于，步骤如下: (1)将所述废旧镍钴锰酸锂电池材料进行放电处理，然后经粉碎机粉碎至粒度小于149微米占90 %以上； (2)将粉碎后的镍钴锰酸锂电池材料与添加剂一起加入到焙烧炉中进行焙烧，焙烧温度为650?750°C，焙烧时间为l_5h; (3)将焙烧后的镍钴锰酸锂电池材料用1.1?2.3mol/L的硫酸和1.5?2.8mol/L的硝酸浸出，其中，硫酸和硝酸的体积比为I?2:1，浸出时间为3?5h，浸出温度为80?100°C，浸出过程进行搅拌，搅拌速度为90?100r/min，过滤，得到浸出液； (4)向步骤(3)得到的浸出液中加入1.0?1.5mol/L的氯酸钠溶液调整浸出液的pH值为6.7?7.2，使浸出液中的铜、铁和铝离子沉淀，液固分离得滤液和沉淀物，除去沉淀物； (5)向步骤(4)得到的滤液中加入1.0?1.5moI/L氢氧化钠溶液和1.0?1.5moI/L氨水，调节滤液的pH值为11?12，其中，氢氧化钠溶液和氨水的体积比为I?3:1，使镍、钴、锰沉淀，过滤，得到含镍钴锰沉淀物和锂盐溶液； (6)将步骤(5)得到的锂盐溶液净化，然后加入1.0?2.3mol/L的碳酸钠溶液，沉淀得到碳酸锂； (7)含镍钴锰沉淀物经过常规处理用作生产镍钴锰酸锂电池的原料。2.如权利要求1所述的一种从废旧镍钴锰酸锂电池材料中回收有价金属的方法，其特征在于，所述添加剂为氢氧化钠和碳酸钠的混合物。3.如权利要求2所述的一种从废旧镍钴锰酸锂电池材料中回收有价金属的方法，其特征在于，所述氢氧化钠和碳酸钠的质量比为I?2:1。
【文档编号】C22B15/00GK105958148SQ201610324520
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】朱华丽, 陈召勇
【申请人】长沙理工大学