专利名称：一种从废旧锂离子电池及废旧极片中回收锂的方法
技术领域：
本发明涉及一 种从废旧锂离子电池及废旧极片中回收锂的方法，属于资源循环 利用和湿法冶金技术领域。
背景技术：
锂离子电池具有电压高、体积小、质量轻、比能量高、无记忆效应、无污染、自放电 小、寿命长等优点，自问世以来已被广泛用于移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等民 用及军事应用领域。锂离子电池是消耗品，其循环寿命一般300至500次，平均寿命2 3 年，锂离子电池还往往因电子设备的快速更新而废弃，其使用寿命更短。据统计，至2010年 底，仅我国废弃的锂离子电池就有5. 4万吨，这些废旧电池中含锂达1000吨。由于废旧电 池自身存在的危害与自身富含有色金属的价值受到越来越多人的关注，锂离子电池中的有 价金属钴、镍和锰的回收已产业化，而锂离子电池中锂的回收由于技术和成本问题尚无成 功产业化的案例。目前，所报道的从锂离子电池中回收锂的工艺中所定位的产品普遍为碳酸锂，回 收锂制备碳酸锂的工艺存在场地需求大、能耗高等特点，造成整套工艺方案效率低、成本 高，经济效益不显著，产业化价值不大。本发明不需经过萃取除杂、浓缩结晶等过程，只要在 酸溶并化学除杂后直接沉锂、洗涤、干燥，即可得到含量达到98%以上的氟化锂产品，工艺 简单，能牦低，成本低，具有较高的附加价值，适用大规模产业化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从废旧锂离子电池及废旧极片中回收锂的方法，实 现废旧锂离子电池和废旧极片中回收锂技术的推广与大规模生产，工艺简单，能牦少。本发明的技术方案如下所述一种从废旧锂离子电池及废旧极片中回收锂的方 法，其特征在于，包括以下步骤
(1)将废旧锂离子电池或废旧极片用破碎机破碎，再置于高温炉中经热处理去除粘结 剂得到粉料；
(2)用氢氧化钠溶液溶解去除步骤(1)所得粉料中的铝，过滤得低铝滤泥；
(3)用酸和还原剂将步骤(2)所得的低铝滤泥浸出，得到浸出液；
(4)用化学法除去浸出液中的铁、铜、铝等杂质；
(5)用氟盐沉淀浸出液中的锂，得氟化锂粗产品；
(6)将氟化锂粗产品洗涤、过滤、干燥得氟化锂产品；
(7)将氟化锂粗产品洗涤后的滤液返回步骤(3)处理。所述步骤(2)中，氢氧化钠溶液的质量含量是4 30%，低铝滤泥中的锂存在于钴 酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍锰酸锂、磷酸亚铁锂、磷酸钒锂、钛酸锂、石墨中的一种或几种 中。所述步骤(3)中，所述酸为硫酸、硝酸或盐酸中的一种或几种，所述还原剂为双氧水、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠中的一种或几种。所述步骤(4)中， 用化学法除去浸出液中铜、铁、铝等杂质后，浸出液中锂含量为 6 13g/L，铁含量为0 8mg/L，铝含量为0 5mg/L，铜含量为0 15mg/L，钙含量为5 30mg/L，镁含量为5 30mg/L。其中，用铁粉、硫化钠中的一种或两种除去浸出液中大部分 的铜；用碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钙中的一种或几种调节浸出液的PH到4. 0 5. 0，除去溶 液中的大部分铁、铝等杂质。所述步骤(5)中，将氟盐配成含氟质量浓度为5% 10%的溶液，缓慢加入除杂后 的溶液中，氟盐的加入量为氟离子摩尔量锂离子摩尔量=0. 9 1. 2 :1，反应温度为30 90°C。所述氟盐为氟化钠、氟化铵、氟化氢铵、氟化钾中的一种或几种混合物。获得的氟化 锂粗产品中水份质量含量为10 20%，氟化锂质量含量为75 85%，过渡金属离子质量含 量为0 6%，硫酸根离子质量含量为1 3%，所述过渡金属离子为镍、钴、锰、钛、钒中的一 种或几种。所述步骤(6)中，将氟化锂粗产品制浆洗涤，氟化锂粗产品和水质量比为1 :1 3， 用盐酸调pH值至0. 5 4，在温度20°C 80°C条件下搅拌0. 5 2小时，过滤，重复此步骤 1 5次。所述步骤(7)中，将氟化锂粗产品第一次洗涤后的滤液返回步骤(3)处理，后面每 次洗涤后的滤液返回该洗涤处理的上一级进行洗涤处理。采用本发明的方法从废旧锂离子电池或废旧极片中回收锂，具有以下有益效果 1)回收工艺简单、成本低，具有可观经济价值；2)锂一次回收率高，达到75 92% ；3)有效 实现了废旧锂离子电池有价成分的综合回收，避免了锂盐对环境的污染。
图1是本发明的锂回收工艺图。 具体实施方案本发明的锂回收工艺如图1所示，工艺步骤为(1)将废旧锂离子电池或废旧极片 用破碎机破碎，再置于高温炉中经热处理去除粘结剂得到粉料；(2)用氢氧化钠溶液溶解 去除步骤(1)所得粉料中的铝，过滤得低铝滤泥；(3)用酸和还原剂将步骤(2)所得的低铝 滤泥浸出，得到浸出液；(4)用化学法除去浸出液中的铁、铜、铝等杂质；(5)用氟盐沉淀溶 液中的锂，得氟化锂粗产品；(6)将氟化锂粗产品洗涤、过滤、干燥得氟化锂产品；(7)将氟 化锂粗产品洗涤后的滤液返回步骤(3)处理。下面将通过具体实施例对本发明进行详细说 明。实施例1
取2kg废钴酸锂正极片，用立式高速旋转式破碎机破碎，破碎后采用80目标准 筛筛分，将筛下物于高温电炉中600°C保持4h，烧后物重为1.82kg。向反应器中加入质量含 量为5. 0%的7L氢氧化钠溶液，再缓慢加入烧后物1. 5kg，保持温度为65°C左右，持续搅拌 lh，过滤，洗涤滤渣得低铝钴酸锂滤泥。将低铝钴酸锂滤泥置于反应器中，加2. 7mol/L的硫 酸8L，缓慢加入30%双氧水1. 2L，保持温度为85°C左右，持续搅拌，反应1. 5h,过滤，测浸出 液中成份如表1所示表1.浸出液成份
权利要求
一种从废旧锂离子电池及废旧极片中回收锂的方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将废旧锂离子电池或废旧极片用破碎机破碎，再置于高温炉中经热处理去除粘结剂得到粉料；(2)用氢氧化钠溶液溶解去除步骤(1)所得粉料中的铝，过滤得低铝滤泥；(3)用酸和还原剂将步骤(2)所得的低铝滤泥浸出，得到浸出液；(4)用化学法除去浸出液中的铁、铜、铝等杂质；(5)用氟盐沉淀浸出液中的锂，得氟化锂粗产品；(6)将氟化锂粗产品洗涤、过滤、干燥得氟化锂产品；(7)将氟化锂粗产品洗涤后的滤液返回步骤(3)处理。
2.根据权利要求1所述的从废旧锂离子电池及废旧极片中回收锂的方法，其特征在 于所述步骤(2)中，氢氧化钠溶液的质量含量是4 30%，低铝滤泥中的锂存在于钴酸锂、 锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍锰酸锂、磷酸亚铁锂、磷酸钒锂、钛酸锂、石墨中的一种或几种中。
3.根据权利要求1所述的从废旧锂离子电池及废旧极片中回收锂的方法，其特征在 于所述步骤(3)中，所述酸为硫酸、硝酸或盐酸中的一种或几种，所述还原剂为双氧水、亚 硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的从废旧锂离子电池及废旧极片中回收锂的方法，其特征在 于所述步骤(4)中，用化学法除去浸出液中铜、铁、铝等杂质后，浸出液中锂含量为6 13g/L，铁含量为0 8mg/L，铝含量为0 5mg/L，铜含量为0 15mg/L，钙含量为5 30mg/L，镁含量为5 30mg/L。
5.根据权利要求4所述的从废旧锂离子电池及废旧极片中回收锂的方法，其特征在 于用铁粉、硫化钠中的一种或两种除去浸出液中大部分的铜；用碳酸钠、氢氧化钠、碳酸 钙中的一种或几种调节浸出液的PH到4. 0 5. 0，除去溶液中的大部分铁、铝等杂质。
6.根据权利要求1所述的从废旧锂离子电池及废旧极片中回收锂的方法，其特征在 于所述步骤(5)中，将氟盐配成含氟质量浓度为5% 10%的溶液，缓慢加入除杂后的溶液 中，氟盐的加入量为氟离子摩尔量锂离子摩尔量=0.9 1.2 :1，反应温度为30 90°C。
7.如权利要求6所述的从废旧锂离子电池及废旧极片中回收锂的方法，其特征在于 所述氟盐为氟化钠、氟化铵、氟化氢铵、氟化钾中的一种或几种混合物。
8.根据权利要求1所述的从废旧锂离子电池及废旧极片中回收锂的方法，其特征在 于所述步骤(5)中，氟化锂粗产品中水份质量含量为10 20%，氟化锂质量含量为75 85%，过渡金属离子质量含量为0 6%，硫酸根离子质量含量为1 3%，所述过渡金属离子 为镍、钴、锰、钛、钒中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的从废旧锂离子电池及废旧极片中回收锂的方法，其特征在 于所述步骤(6)中，将氟化锂粗产品制浆洗涤，氟化锂粗产品和水质量比为1 :1 3，用盐 酸调pH值至0. 5 4，在温度20°C 80°C条件下搅拌0. 5 2小时，过滤，重复此步骤1 5次。
10.根据权利要求9所述的从废旧锂离子电池及废旧极片中回收锂的方法，其特征在 于所述步骤(7)中，将氟化锂粗产品第一次洗涤后的滤液返回步骤(3)处理，后面每次洗 涤后的滤液返回该洗涤处理的上一级进行洗涤处理。
全文摘要
本发明公开了一种从废旧锂离子电池及废旧极片中回收锂的方法，包括如下步骤(1)将废旧锂离子电池或废旧极片用破碎机破碎，再置于高温炉中经热处理去除粘结剂得到粉料；(2)用氢氧化钠溶液溶解去除粉料中的铝，过滤得低铝滤泥；(3)用酸和还原剂将低铝滤泥浸出，得到浸出液；(4)用化学法除去浸出液中的铁、铜、铝等杂质；(5)用氟盐沉淀浸出液中的锂，得氟化锂粗产品；(6)将氟化锂粗产品洗涤，过滤，干燥得氟化锂产品；(7)将氟化锂粗产品洗涤后的滤液返回步骤(3)处理。利用本发明方法所得氟化锂产品纯度达98.0%以上，锂一次回收率为75～92%，且本发明方法过程简单，成本低，易于工业化生产，具有较高的经济效益。
文档编号C22B7/00GK101942569SQ20101052325
公开日2011年1月12日 申请日期2010年10月28日 优先权日2010年10月28日
发明者周汉章, 唐红辉, 李长东, 王皓, 蒋快良, 谭群英 申请人:湖南邦普循环科技有限公司