专利名称：一种从废钴酸锂中回收钴锂并制备钴酸锂的方法
技术领域：
本发明涉及资源循环利用以及冶金、材料技术领域，特别涉及一种从废钴酸锂中 回收钴锂并制备钴酸锂的方法。
背景技术：
目前从废旧钴酸锂电池中回收有价金属的，基本上都是通过浸出、除杂和分离分 别回收其中的钴和锂。如专利号为CN03113915、名称为“从废锂离子电池中回收金属的方 法”的专利文献中，提出了一种采用物理和化学方法，通过浸出除杂后电解回收金属铜和 钴，通过碳酸盐沉淀回收锂。专利号为CN101280357、名称为“一种环保的废旧锂电池回收中 的酸浸萃取工艺”的专利文献中，提出了一种采用化学方法处理废旧锂电池，通过浸出除杂 后加草酸沉淀得到草酸钴回收钴，通过碳酸盐沉淀回收锂。专利号为CN1688065、名称为“从 废旧锂离子电池中分离回收钴的方法”的专利文献，提出了一种采用物理和化学方法，通过 浸出除杂后加氢氧化钠沉淀得到氢氧花亚钴回收钴，通过碳酸盐沉淀回收锂。而分别回收 钴和锂导致回收成本高、能耗大，但目前还无有效的能同时对钴和锂同时进行回收的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从废钴酸锂中同时回收钴锂并制备钴酸锂的方法，实 现从废钴酸锂回收钴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钴酸锂中回收钴锂并制备钴酸锂的方法， 其特征在于包括以下步骤(1)用酸和还原剂将废钴酸锂中的钴锂浸出，得到浸出液，所述废钴酸锂为电池材 料厂报废的钴酸锂、电池厂的报废钴酸锂浆料或边角料、初步除铝后的钴酸锂正极片或正 极粉；(2)用化学法除去浸出液中的铜、铁、铝、钙和镁；(3)用碳酸盐沉淀除杂后溶液中的钴锂得碳酸钴锂；(4)干燥碳酸钴锂，并根据钴锂比，配入相应的钴盐和/或锂盐；(5)煅烧，得到钴酸锂产品。所述步骤(1)中，所述酸为硫酸、硝酸或盐酸中的一种或几种混合酸，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、铁粉中的一种或几种混合物。所述步骤O)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、碳酸铵中的一种或两种调节浸出液的PH到4.0 5.0，除去溶液中 的大部分铁、铝杂质；用氟化钠、氟化铵、氟化氢铵、氟化钾中的一种或几种混合物除去溶液 中的大部分钙、镁。在该步骤中，用化学法除去浸出液中杂质后，溶液中锂含量为4 Mg/ L、钴含量为50 120g/L、铁含量为0 8mg/L、铝含量为0 5mg/L、铜含量为0 8mg/L、 钙含量为0 10mg/L、镁含量为0 10mg/L。所述步骤(3)中，用碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氨、碳酸氢氨、氨水中的一种或几种作为沉淀剂，在终点pH值为9. 0 11. 0条件下沉淀溶液中的锂、钴，再经过过滤及0 5次 的洗涤得碳酸钴锂。在该步骤中，可将沉淀过滤后的滤液返回步骤(1)重新进行回收或者 和其他废钴酸锂一起浸出回收。所述步骤中，将碳酸钴锂产品置于干燥器中，50°C -200°C条件下干燥，得水份 含量为0. 2% 2. 0%的碳酸钴锂。所述步骤(4)中，根据干燥后的碳酸钴锂中的钴锂含量，配入氢氧化锂、碳酸锂、 氢氧化钴、碳酸钴、草酸钴中的一种或几种混合均勻，使锂与钴的摩尔比为1.0 1. 15，混 合均勻。所述步骤(5)中，在空气氛下，将步骤的产物在850°C 1050°C温度下煅烧 4 12h得钴酸锂产品。本发明的优点在于从废钴酸锂中同时回收钴锂，工艺简单、能耗低、辅料消耗少； 本发明制备的钴酸锂D5tl为9. 15 μ m左右，比表面积为0. 3cm2/g左右，振实密度大于2. 7g/ cm3，极片压实密度大于3. 9g/cm3，初始放电容量大于144mAh/g，50周循环容量衰减率小于 1%，与市场上同类产品相关性能相当；废钴酸锂中钴、锂回收率分别为99%和96%以上。
图1为本发明的钴锂回收工艺图；图2为实施例1中的钴酸锂产品的SEM图；图3为实施例1中的钴酸锂产品的充放电曲线图；图4为实施例1中的钴酸锂产品的循环性能曲线图。
具体实施例方式本发明的钴锂回收工艺如图1所示，先用酸和还原剂将废钴酸锂中的钴锂浸出， 得到浸出液，再分别用化学法除去浸出液中的铜、铁、铝、钙和镁；然后用碳酸盐沉淀除杂后 溶液中的钴锂得碳酸钴锂；对碳酸钴锂过滤、洗涤、干燥，并根据钴锂比，配入相应的钴盐和 /或锂盐，煅烧，得到钴酸锂产品。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，加水IOL水，加98%的硫酸1. 7L，缓慢加入30%双氧水1. 2L，保 持温度为65°C左右，持续搅拌，反应1.证，过滤，得滤液12L左右。测得溶液中铜为10mg/L， 加入铁粉1. Sg,持续搅拌，反应半小时，过滤，得滤液12L左右。加碳酸钠将除铜后溶液pH 值调至5. O除铁、铝，反应过程中持续搅拌并保持体系温度为70°C，pH值达到5. O后过滤。 测除铁、铝后溶液中钙镁分别为5mg/L和65mg/L，加氟化钠5g，反应过程中持续搅拌并保持 体系温度为80°C，反应半小时后过滤，测得除杂后溶液11. 6L左右，其成份如表1 :表1.除杂后浸出液成份
元素CoLiFeAlCaMgCu
权利要求
1.一种从废钴酸锂中回收钴锂并制备钴酸锂的方法，其特征在于包括以下步骤(1)用酸和还原剂将废钴酸锂中的钴锂浸出，得到浸出液；(2)用化学法除去浸出液中的铜、铁、铝、钙和镁；(3)用碳酸盐沉淀除杂后溶液中的钴锂得碳酸钴锂；(4)干燥碳酸钴锂，并根据钴锂比，配入相应的钴盐和/或锂盐；(5)煅烧，得到钴酸锂产品。
2.根据权利要求1所述的从废钴酸锂中回收钴锂并制备钴酸锂的方法，其特征在于 所述废钴酸锂为电池材料厂报废的钴酸锂、电池厂的报废钴酸锂浆料或边角料、初步除铝 后的钴酸锂正极片或正极粉。
3.根据权利要求1所述的从废钴酸锂中回收钴锂并制备钴酸锂的方法，其特征在于 所述步骤(1)中，所述酸为硫酸、硝酸或盐酸中的一种或几种混合酸，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、铁粉中的一种或几种混合物。
4.根据权利要求1所述的从废钴酸锂中回收钴锂并制备钴酸锂的方法，其特征在于 所述步骤O)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、碳酸铵中的一种或两种调节浸出液的PH到4. 0 5. 0，除去溶液中的大部 分铁、铝杂质；用氟化钠、氟化铵、氟化氢铵、氟化钾中的一种或几种混合物除去溶液中的大 部分钙、镁。
5.根据权利要求1所述的从废钴酸锂中回收钴锂并制备钴酸锂的方法，其特征在于 所述步骤O)中，用化学法除去浸出液中杂质后，溶液中锂含量为4 Mg/L、钴含量为 50 120g/L、铁含量为0 8mg/L、铝含量为0 5mg/L、铜含量为0 8mg/L、钙含量为0 10mg/L、镁含量为0 10mg/L。
6.根据权利要求1所述的从废钴酸锂中回收钴锂并制备钴酸锂的方法，其特征在于 所述步骤(3)中，用碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氨、碳酸氢氨、氨水中的一种或几种作为沉淀 剂，在终点PH值为9. 0 11. 0条件下沉淀溶液中的锂、钴，再经过过滤以及0 5次的洗 涤得碳酸钴锂。
7.根据权利要求1所述的从废钴酸锂中回收钴锂并制备钴酸锂的方法，其特征在于 所述步骤(3)中，将沉淀过滤后的滤液返回步骤(1)。
8.根据权利要求1所述的从废钴酸锂中回收钴锂并制备钴酸锂的方法，其特征在于 所述步骤中，将碳酸钴锂产品置于干燥器中，50°C 200°C条件下干燥，得水份含量为 0.2% 2.0%的碳酸钴锂。
9.根据权利要求1所述的从废钴酸锂中回收钴锂并制备钴酸锂的方法，其特征在于 所述步骤中，根据干燥后的碳酸钴锂中的钴锂含量，配入氢氧化锂、碳酸锂、氢氧化钴、 碳酸钴、草酸钴中的一种或几种混合均勻，使锂与钴摩尔比为1. 0 1. 15，混合均勻。
10.根据权利要求1所述的从废钴酸锂中回收钴锂并制备钴酸锂的方法，其特征在于 所述步骤(5)中，在空气氛下，将步骤(4)的产物在850°C 1050°C温度下煅烧4 Ia1得 钴酸锂产品。
全文摘要
本发明公开了一种从废钴酸锂中回收钴锂并制备钴酸锂的方法，包括以下步骤(1)用酸和还原剂将废钴酸锂中的钴锂浸出，得到浸出液；(2)用化学法除去浸出液中的铜、铁、铝、钙和镁；(3)用碳酸盐沉淀除杂后溶液中的钴锂得到碳酸钴锂；(4)干燥碳酸钴锂，并根据钴锂比，配入相应的钴盐和/或锂盐；(5)煅烧，得到钴酸锂产品。利用本发明方法所得钴酸锂性能优良，钴、锂回收率分别以99％和96％以上，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C01G51/00GK102101701SQ201010616658
公开日2011年6月22日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者刘更好, 张立新, 李长东, 汤婕, 蒋快良, 谭群英 申请人:湖南邦普循环科技有限公司