一种从废旧三元锂电池中沉淀回收镍、钴和锰的系统的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池回收技术领域，具体为一种从废旧三元锂电池中沉淀回收镍、钴和锰的系统。


背景技术：

2.三元镍钴锰正极材料为重要的锂离子电池材料，其具有能量密度高、稳定性好、安全性高等重要优势，然而锂离子电池退役后如果不妥善处置会造成环境污染和资源浪费。镍钴锰三元锂电池中含有大量锂、钴、锰、锰等有价金属，与开采矿石相比，有价金属含量高且杂质少，因而具有很高的回收价值。
3.现有废旧电池的湿法回收主要借助湿法冶金的方法将废旧锂离子电池中的有价金属组分进行分离和富集，得到金属可溶性盐或沉淀等产品，具有投资少、生产灵活、金属回收率高等优点，然而在生产过程中需要用到强酸强碱以及萃取剂，易对生产设备造成腐蚀，同时存在环境污染和生产安全的风险。公开号为cn209200111u的中国专利公开了一种锂电池正极材料的资源回收系统，其包括依次连通的第一防腐反应罐、第一过滤机、mvr蒸发器、第一结晶器、第一离心机、第二结晶器和第二离心机，第一防腐反应罐与第一过滤机连通，第一过滤机的滤液出口设有两条通路，一条通路依次与mvr蒸发器、第一结晶器和第一离心机连通，另一条通路依次与第二结晶器和第二离心机连通。该技术方案得到的第一晶体为碳酸锂晶体，可以用作生产碳酸锂或氢氧化锂的原料，第二晶体为镍钴锰的混合物。然而该系统无法对镍钴锰化合物进行进一步分离与回收，因此应用极为受限。本实用新型旨在开发一种镍、钴、锰回收系统，从而对废旧电池中的镍、钴、锰分别进行回收，以更好的满足实际生产需要。


技术实现要素：

4.本实用新型所解决的技术问题在于提供一种从废旧三元锂电池中沉淀回收镍、钴和锰的系统，以解决上述背景技术中的缺点。
5.本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
6.一种从废旧三元锂电池中沉淀回收镍、钴和锰的系统，
7.包括依次连接的煅烧装置、制浆装置、第一过滤装置、浸出装置、第二过滤装置、第一沉淀装置、第三过滤装置、第二沉淀装置，此外还包括结晶装置、第一热分解装置、第二热分解装置以及第三热分解装置；
8.所述第一过滤装置的出渣口连接所述浸出装置，第一过滤装置的出液口连接所述结晶装置；所述第二过滤装置的出渣口连接所述第一热分解装置，第二过滤装置的出液口连接所述第一沉淀装置；所述第三过滤装置的出液口连接所述第二沉淀装置，第二沉淀装置连接第二热分解装置，第三过滤装置的出渣口连接所述第三热分解装置。
9.本实用新型中，所述煅烧装置为回转窑，所述回转窑上设置进料斗，回转窑上还连接惰性气体输送管。
10.本实用新型中，所述制浆装置为制浆罐或制浆槽，制浆罐或制浆槽上连接输水管；浸出装置为浸出罐，浸出罐连接镍钴锰浸出液输送管。
11.本实用新型中，所述第一过滤装置、第二过滤装置及第三过滤装置均为压滤机。
12.本实用新型中，所述第一沉淀装置为第一沉淀罐，第一沉淀罐连接钴沉淀剂输送管，第二沉淀装置为第二沉淀罐，第二沉淀罐连接锰沉淀剂输送管，钴沉淀剂输送管及锰沉淀剂输送管上均设置有流量调节阀。
13.本实用新型中，所述结晶装置为mvr蒸发结晶装置。
14.有益效果：本实用新型所述的从废旧三元锂电池中沉淀回收镍、钴和锰的系统，其以废旧三元锂电池的正负极粉末为原料，能分步沉淀并逐步回收锂电池中镍、钴、锰元素，自动化程度高，分离高效且操作简单，操作过程无需强酸及萃取剂参与，对环境友好、适合工业化生产，具有很好的实际推广和应用价值。
附图说明
15.图1为本实用新型较佳实施例的示意图。
16.其中：1、煅烧装置；11、进料斗；2、制浆装置；21、搅拌桨；22、输水管；3、第一过滤装置；4、结晶装置；5、浸出装置；6、第二过滤装置；7、第一热分解装置；8、第一沉淀装置；81、钴沉淀剂输送管；9、第三过滤装置；10、第三热分解装置；11、第二沉淀装置；111、锰沉淀剂输送管；12、第二热分解装置。
具体实施方式
17.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
18.参见图1的一种从废旧三元锂电池中沉淀回收镍、钴和锰的系统，包括依次连接的煅烧装置、制浆装置、第一过滤装置、浸出装置、第二过滤装置、第一沉淀装置、第三过滤装置、第二沉淀装置，此外还包括结晶装置、第一热分解装置、第二热分解装置以及第三热分解装置。
19.所述煅烧装置为回转窑，所述回转窑上设置进料斗，回转窑上还连接惰性气体输送管。废旧三元锂电池的正负极粉末从进料斗进入回转窑内进行煅烧，惰性气体输送管用于向回转窑内输送如氮气的惰性气体，使煅烧全程在惰性气体的保护下进行。煅烧过程中，锂转化为碳酸锂，高价的镍钴锰转化为低价的镍钴锰。
20.其中所述制浆装置为制浆罐或制浆槽，优选为制浆罐，制浆罐内设置搅拌桨，制浆罐上连接输水管，输水管用于向制浆罐内提供制浆用水，回转窑煅烧后的粉末在制浆装置中与水混合得到浆液，所述第一过滤装置的出渣口连接所述浸出装置，浆液经第一过滤装置过滤后的滤渣进入浸出装置，浸出装置为浸出罐，浸出罐连接镍钴锰浸出液输送管，镍钴锰浸出液输送管用于向浸出罐提供镍钴锰浸出液，镍钴锰浸出液用于和浆液中的镍钴锰元素分别配位形成配合物，从而达到浸出的目的，而和镍元素形成的配合物在此浸出液中不溶解，所以同时达到沉淀分离镍元素的目的。优选的，镍钴锰浸出液由草酸、氯化胆碱溶液、二甲基亚砜组成。
21.第一过滤装置的出液口连接所述结晶装置，第一过滤装置的出液口得到的碳酸锂
溶液通过结晶装置进一步处理得到碳酸锂晶体，所述结晶装置为mvr蒸发结晶装置，从而对碳酸锂溶液进行高效蒸发和结晶。锂元素的回收率高达92％。
22.所述第二过滤装置的出渣口连接所述第一热分解装置，第二过滤装置的出渣口得到的物料为镍化合物和碳的混合物，该混合物在第一热分解装置的进一步处理下，碳被氧化成二氧化碳，而镍化合物进一步分解得到氧化镍。镍元素的回收率高达97％。
23.第二过滤装置的出液口连接所述第一沉淀装置，进入第一沉淀装置的液体在钴沉淀剂的作用下进行沉淀反应，然后输送至第三过滤装置进行过滤，所述第三过滤装置的出渣口得到的物料为钴化合物，钴化合物在第三热分解装置的作用下进一步加热分解，得到四氧化三钴。钴元素的回收率高达96％。
24.第三过滤装置的出液口得到的滤液进入第二沉淀装置，进入第二沉淀装置内的滤液在锰沉淀剂的作用下进一步反应而沉淀，进而得到锰化合物，锰化合物在第二热分解装置的处理下进一步加热分解，得到四氧化三锰。锰元素的回收率高达93％。
25.第三过滤装置的出液口连接所述。第三过滤装置的出液口得到的溶液在其中第一过滤装置、第二过滤装置及第三过滤装置均优选为压滤机。
26.其中第一热分解装置、第二热分解装置、第三热分解装置均优选为热分解炉。
27.其中第一沉淀装置为第一沉淀罐，第一沉淀罐连接钴沉淀剂输送管，钴沉淀剂输送管用于向第一沉淀装置内提供钴沉淀剂，钴沉淀剂优选为水；第二沉淀装置为第二沉淀罐，第二沉淀罐连接锰沉淀剂输送管，锰沉淀剂输送管用于向第二沉淀装置内提供锰沉淀剂，锰沉淀剂优选为碱溶液。第一沉淀罐和第二沉淀罐内均设置有搅拌桨。钴沉淀剂输送管及锰沉淀剂输送管上均设置有流量调节阀，用于调节向沉淀罐内输送钴沉淀剂及锰沉淀剂的速率。
28.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。