[发明专利]一种镍钴锰酸锂三元废料的处理方法

说明书

本发明公开了一种镍钴锰酸锂三元废料的处理方法。将三元废料加碱溶解，将两性金属铝等溶解到溶液中，实现铝与其他组分的分离，再将分离铝后的固体再还原炉内还原，还原后的物质再加入纯水洗涤，氧化锂溶解于热纯水得到氢氧化锂，从而实现了锂与镍钴锰之间的分离，通过控制硫酸的加入量以及最终过程和终点的pH，从而实现了活泼性较强的金属锰与镍钴等金属的分离，经过分离锰之后的渣经过浆化后，经过电磁分选，再加入盐酸溶解，得到的镍钴溶液在一定的温度和压力下通入氯气，使得钴离子氧化水解为三价钴沉淀，从而实现了镍钴的分离。本发明流程短，废水产生量少，物料回收率高，得到的产品均为电池级，产品附加值高。

技术领域

本发明涉及一种镍钴锰酸锂三元废料的处理方法，属于废弃物循环利用领域。

背景技术

随着国家政策的调整、车企对续航里程需求的提高,电池企业纷纷布局三元电池业务。镍钴锰酸锂以相对廉价的镍和锰取代了钴酸锂中三分之二以上的钴，成本方面优势非常明显，和其他锂离子电池正极材料锰酸锂、磷酸亚铁锂相比，镍钴锰酸锂材料和钴酸锂在电化学性能和加工性能方面非常接近，使得镍钴锰酸锂材料成为新的电池材料而逐渐取代钴酸锂，成为新一代锂离子电池材料的宠儿。

2015年，新能源电动汽车的全年销售量超过33.11万辆，而在2016年新能源汽车产销量均超过50.7万辆，同比增速约有50％。锂离子电池的寿命一般为3～5年，随着锂离子电池的生产和消耗，势必会产生大量的废旧锂离子电池，如果对这些废旧锂离子电池置之不理，势必会造成不可忽视的资源的浪费并产生大量的有害物质。具体表现如下：

一是废旧锂离子电池中含有多种有价金属，如钴、镍、铝、锂等。对于钴方面，我国95％的钴是从国外进口的，而全球的钴产量有15万吨，这15万吨里面有80％是靠回收得来的；

二是废旧锂离子电池中含有的多种重金属(如钴、镍等)、电解液(六氟磷酸锂等)，这些重金属和有机物都会对自然环境和人类的身体健康造成巨大的危害；

三是废旧锂离子电池中的隔膜、外壳等都属于不可降解的废弃物，如果不进行有效的处理就任意堆放，势必会给环境带来大量的固体废弃物污染和严重的空气污染。

综上所述，废旧锂离子电池的回收是非常必要的，针对三元锂电池的回收，由于正极材料中含有锂、钴、镍等有价金属，回收价值巨大，所以受到大家的重视。

针对镍钴锰酸锂三元废料的处理，常规的工艺一般为加入硫酸和还原剂溶解，然后经过P204萃取分离其中的锰锌等元素，再经过P507萃取分离得到镍盐和钴盐，萃余液经过沉淀回收其中的锂，此流程非常长，设备投入大，废水产生量多，回收率低，且由于镍钴锰的含量相当，萃取级数特别长。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种镍钴锰酸锂三元废料的处理方法，流程短，废水产生量少，物料回收率高，得到的产品均为电池级，可以返回做三元锂电池正极材料的原料。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

本发明的一种镍钴锰酸锂三元废料的处理方法，其为以下步骤：

(1)将镍钴锰酸锂三元废料加入碱溶液，浸泡4-6小时，浸泡温度为50-65℃，过滤，得到含铝溶液和滤渣，滤渣经过洗涤后烘干和筛分，筛下物放入还原炉内进行还原，还原温度为330-450℃，还原时间为6-9小时，然后冷却后出料得到冷却料；

(2)将冷却料加入热纯水搅拌，维持搅拌过程的温度为90-95℃，搅拌时间为3-4小时，固液分离，得到含锂滤液和滤渣，滤渣经过洗涤后，将洗涤液与含锂滤液混合；