[发明专利]一种调控氧化还原电位提高废旧锂离子电池中金属浸出率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高废旧锂离子电池中金属浸出率的方法，尤其涉及一种调控氧化还原电位提高废旧锂离子电池中金属浸出率的方法。

背景技术

钴酸锂是目前最成熟的锂电池正极材料，作为手机，数码相机，笔记本的电池的正极材料，在短时间内，特别是在通讯电池领域具有不可取代的优势。中国是世界上锂离子电池的最大生产国和消耗国。废弃锂离子电池中钴和锂等有价金属含量比较高，并且锂离子电池中含有钴酸锂、六氟磷酸锂等化学物质，会对环境造成危害。废弃锂离子电池正极材料是一种含45-55%钴、2-4%锂的工业垃圾品，因此回收废旧锂离子电池正极材料中的贵重稀有金属Co和Li对于减少环境污染和资源再生具有非常重要的意义，也具有相当高的回收经济价值。

目前回收锂离子电池的方法有高温煅烧，湿法酸浸，和生物浸出。生物浸出技术已成功应用于一些低品位、难溶矿的提取中, 国内近期已见采用生物淋滤溶出废弃锂离子电池中的钴的文献报道，国外最近也报道了生物浸出法回收废弃锂离子电池中的钴和锂的实验室研究，生物浸出技术具有耗能少，回收效率高等明显优势，但反应过程中的主要影响因素，尤其是溶液氧化还原电位没有得到很好的控制，从而制约了废弃锂离子电池中金属浸出的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种调控氧化还原电位提高废旧锂离子电池中金属浸出率的方法，从而减少培养基营养物质用量，提高钴酸锂浸出效率。

本发明是这样来实现的，方法步骤为：

（1）将废弃锂离子电池除去外壳，取出铝箔，对电池正极材料破碎至100~200目，得电池粉末钴酸锂；

（2）浸出培养基按重量体积比为:(NH₄)₂SO₄ 3.0g/L，KCl0.1 g/L,  K₂HPO₄ 0.5g/L，MgSO₄^.7H₂O 0.5g/L，Ca(NO₃)₂ 0. 01g/L，FeSO₄.7H₂O 25g/L, pH为2.0；

（3）按10%接种量接种嗜酸氧化亚铁硫杆菌，1%的固液比加入粒度为100~200目的钴酸锂粉末并加入金属离子Cu²⁺或Ag⁺，温度控制为30℃恒温，转速为180r/min在恒温振荡箱中振荡培养，利用氧化还原电极测定氧化还原电位，控制浸出溶液氧化还原电位在400mV以上。

本发明的技术效果是：利用本发明可以减少培养基营养物质的用量，大大提高钴酸锂的浸出效率，由9K培养基中FeSO₄的用量44.8g/L减少到25g/L，浸出3天后，钴和锂的浸出率分别可以提高到97%和80%，为废旧锂离子电池中有价金属的回收提供了一条新的成本低浸出效率高的技术方法，是一种非常有应用前景的处理方法。

具体实施方式

实施例1  铜离子对钴酸锂浸出的影响

本发明所用的废旧锂离子电池正极材料：取废旧锂离子电池，拆除金属外壳和铝箔，对电池正极材料破碎筛分至100~200目，得电池粉末。

菌种：嗜酸氧化亚铁硫杆菌

培养基：该培养基由A液和B液混合组成:

A液: (NH₄)₂SO₄ 3.0g，KCl0.1 g，K₂HPO₄ 0.5g，MgSO₄^.7H₂O 0.5g，Ca(NO₃)₂ 0. 01g，蒸馏水500mL，121℃灭菌20min；

B液: FeSO₄.7H₂O 25g蒸馏水500mL，用微孔滤膜(直径0.22um)过滤灭菌。