[发明专利]一种从锂电池正极材料中分离回收锂和钴的方法

权利要求书

1.一种从锂电池正极材料中分离回收锂和钴的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)物理拆解和碱浸：将废旧锂电池放电，进行物理拆解得到铝箔上负载有钴酸锂的正极材料；碱浸后过滤，分离掉铝箔得到含钴酸锂的黑色固体物料；

(2)焙烧和水洗：将所述含钴酸锂的黑色固体物料按重量比为1∶0.8～1.2加入硫酸盐，混合，在600～800℃下焙烧2～6小时，冷却后按固液比为1∶3～5加入洗涤液洗涤，在60～80℃下搅拌1～2小时，过滤，得到含有Li⁺的滤液以及含有钴和少量锂的滤渣；

(3)还原和酸溶：将所述步骤(2)中的所述滤渣按固液比为1∶6～10加入1.0～3.0mol/L的酸溶液，以及加入双氧水或亚硫酸钠，在50～80℃下搅拌反应2～4小时，过滤，得到含有钴和少量锂的滤液；

(4)萃取钴：取有机萃取剂，从所述步骤(3)制得的所述滤液中萃取钴，得到纯净的Co²⁺溶液。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述碱浸为将所述正极材料按固液比为1∶3～6加入底水，调节pH值为13～14，在60～85℃搅拌0.5～2小时。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述硫酸盐为硫酸镁或硫酸铵。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述含有Li⁺的滤液可经沉淀除杂和浓缩结晶后回收锂。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中所述双氧水的浓度为30％，加入量按液固比计是步骤(2)中滤渣的1～3倍。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中所述亚硫酸钠的加入量按质量比计是步骤(2)中滤渣的1～2倍。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中萃取钴为：将所述步骤(3)中的所述滤液回调pH值至3.5～4.0后，滤去少量沉淀，得到滤液，另将体积分数为20％的P204萃取剂和体积分数为80％的磺化煤油混合均匀，用6～10mol/L的氢氧化钠溶液或者氨水皂化，得到皂化有机液，其中，萃取剂溶液与碱液的体积比是10∶1～15∶1，皂化率为50～75％，按照皂化有机液体积与滤液体积比为2～4∶1，4～6级逆流萃取，得到的萃余液回收锂，得到的负载有机液用2～4mol/L的盐酸反萃，负载有机液体积与盐酸体积比为3～6∶1，6～8级逆流反萃，得到60～110g/L的纯净的Co²⁺溶液。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括步骤(5)合成钴产品：将所述步骤(4)中所述纯净的Co²⁺溶液在搅拌下，按过量系数为1.3～2.0加入浓度为180～230g/L的碳酸氢铵溶液，在温度为35～55℃下反应1～3小时，终点pH值为6.8～7.2，取上清液烘干、破碎制得碳酸钴，所述碳酸钴经氢气还原制得钴粉。