[发明专利]一种从废旧锂电池及镍氢电池中协同回收有价金属的方法

说明书

本发明公开了一种从废旧锂电池及镍氢电池中协同回收有价金属的方法，将废旧锂电池正极材料和废旧镍氢电池材料混合获得废旧电池混合物料，加入酸性溶液中共同浸出，发明人发现，废旧镍氢电池材料与废旧锂电池正极材料共同浸出，可以产生协同增效，在无需额外增加助浸剂(氧化剂、还原剂、有机酸)的情况下，却获得了相比传统酸浸工艺更高的回收效率，尤其Li及RE回收率提高了10％以上，取得了意料之外的效果。浸出液采用硫酸复盐法分离出镍氢电池中浸出的稀土元素，后采用成熟的萃取、净化、沉淀工艺回收Ni、Co、Mn、Li等有价金属。本发明工艺简单、易于操作、成本较低、有价金属回收效率高，便于工业化生产与应用。

技术领域

本发明涉及一种从废旧锂电池及镍氢电池中协同回收有价金属的方法，属于有色金属领域。

背景技术

锂离子电池因其具有能量密度高、重量轻、体积小、低污低、循环寿命长等特点，已成为数码产品、电动汽车等高新产品必不可少的电源设备。随着锂电池应用范围的不断增加，废旧锂电池的数量也越来越多。预计到2020年我国废旧锂离子电池数量将达250亿支，约50万吨。

镍氢电池尽管在一些领域逐渐被锂离子电池及锂聚合物电池所取代，但镍氢电池因其使用安全、寿命较长等优势，在二次电池市场中仍占有较大份额，由于目前尚无经济可行的方法将其回收，造成废旧镍氢电池数量剧增，据统计全国产生的废镍氢电池垃圾超过500吨/年。

由于这些电池垃圾中含有碱、镍、钴等物质，若得不到合理处置，将会给自然环境和人类健康造成潜在的危害。更为重要的是这些电池中含锂、钴、镍、稀土等有价金属，因此，对锂离子电池和镍氢电池中有价金属开展回收，将对降低废弃电池造成的环境危害、缓解金属离子资源匮乏等问题，具有重大的现实和经济意义。

目前废旧电池再生处理技术总体来说主要分为火法和湿法两种，由于火法工艺多存在能耗高、污染大、资源利用率低等缺点，现多采用湿法工艺回收电池中的有价金属。目前废旧电池再生处理技术总体来说主要分为火法和湿法两种，由于火法工艺多存在能耗高、污染大、资源利用率低等缺点，现多采用湿法工艺回收电池中的有价金属。然而在湿法浸出工艺中，即使采用高浓度的酸溶液也无法获得有价金属的高效浸出，更何况对于稀土元素来说，高浓度酸的情况下还会形成复盐沉淀，使得无法形成对稀土的有效回收，因而不论是对于废旧锂电池还是镍氢电池的浸出，在浸出过程中均引入助浸剂以加速反应历程并提高浸出率，如废旧锂电池浸出过程常以H₂O₂、NaHSO₃、Na₂S₂O₃、抗坏血酸、草酸、柠檬酸等作为助浸剂，而在镍氢电池浸出过程中常以H₂O₂、NaClO₃、KMnO₄作为助浸剂。以上助浸剂的引入固然能提高废旧电池中的有价金属的浸出率，但助浸剂的引入一方面会增加工艺的难度，尤其是工业化生产的难度，另一方面会进一步向浸出体系中引入杂质离子，增加回收难度，且使回收成本显著增加。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种无需外加助浸剂且具有高回收率的从废旧锂电池及镍氢电池中协同回收有价金属的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

将废旧锂电池正极材料和废旧镍氢电池材料混合获得废旧电池混合物料，将废旧电池混合物料加入酸性溶液中浸出，固液分离，获得含有价金属的浸出液；

所述废旧镍氢电池材料包含废旧镍氢电池的负极材料。

优选的方案，所述废旧电池混合物料中，废旧锂电池正极材料与废旧镍氢电池材料的质量比为1:0.2～1:1。

优选的方案，所述废旧镍氢电池材料为废旧镍氢电池负极材料或废旧镍氢电池负极材料和镍氢电池正极材料的混合料。