[发明专利]从锂离子电池正极废料中回收正极材料和碳酸锂的方法

权利要求书

1.一种从锂离子电池正极废料中回收正极材料前驱体和碳酸锂的方法，其特征在于，所述废料为生产废料中去除正极片所得的粉料或废旧电池经过机械破碎、分选后得到的含杂质正极粉料，同时包含以下步骤：

(1)用含有还原剂的可挥发性浸取剂对锂离子电池正极废料进行浸出，分离得到浸取液和浸取渣；

(2)步骤(1)所得浸取液进行浓缩精馏，再生浸取剂，得到再生可挥发性浸取剂和含Co、Ni、Mn、Li余液；

(3)步骤(2)所得余液经组分调控后进行Co、Ni、Mn组分的共沉淀；

(4)步骤(3)共沉淀完毕后进行固液分离，得到富锂溶液和用于制备Co、Ni、Mn前驱体的混料；

(5)步骤(4)所得Co、Ni、Mn混料通过高温固相反应制备正极材料活性材料；所得富锂溶液加入饱和碳酸钠溶液，得到白色沉淀，在抽滤、洗涤、干燥后，得到高纯碳酸锂固体；

步骤(1)所述的可挥发性浸取剂为可挥发性有机酸和无机酸的混合并混有一种或多种还原剂的溶液；

所述可挥发性有机酸为三氯乙酸、三氟乙酸、柠檬酸、甲酸或乙酸中的一种或几种混合；

所述无机酸为硫酸、盐酸或硝酸中的一种或几种混合；

所述可挥发性有机酸和无机酸的混合酸浓度为0.1～15mol/L，还原剂的质量百分含量为0.1～20％，浸出S/L比为5～500g/L，浸出温度为5～100℃，浸出时间为5～480min，搅拌速度为0～2000rpm；

所述还原剂为亚硫酸钠、亚硫酸、硫代硫酸钠或过氧化氢中的一种或者几种的组合。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可挥发性有机酸和无机酸的混合酸浓度为2～4mol/L。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原剂的质量百分比含量为2～8％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浸出S/L为80～150g/L。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浸出温度为20～80℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述搅拌速度为100～500rpm。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组分调控时需调节含镍和钴的溶液中镍、钴和锰的摩尔比，使其符合分子式LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂中Ni、Co和Mn的摩尔比，其中x＞0，y＞0，且x+y＜1。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述调节含镍和钴的溶液中镍、钴和锰的摩尔比具体为：向含镍、钴和锰的溶液中添加水溶性镍盐、钴盐或者锰盐中一种或至少两种的组合。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述共沉淀时溶液的pH为7～12，调整pH的溶液为碱性溶液，碱液浓度为0.1～10mol/L，搅拌速度为0～2000rpm，搅拌调节时间为0.5～72h，调节pH的温度为5～95℃。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述碱性溶液为氢氧化钠、氨水中的一种或两种的混合。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述共沉淀溶液的pH值为10～11；所述碱液浓度为2～4mol/L；所述搅拌速度为100～500rpm；所述搅拌调节时间为2～4h；所述调节pH的温度为20～50℃。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固液分离以抽滤或过滤方式实现。