[发明专利]一种废旧三元动力锂电池资源化回收金属元素的方法

权利要求书

1.一种废旧三元动力锂电池资源化回收金属元素的方法，其特征在于：

1)将废旧动力锂电池破碎处理后在搅拌条件下水浸0.1～1h，其中水的加入量为电池碎片质量的2-10倍；水浸后过滤得到滤饼碎片于CO₂气体且无氧条件下升温热解，得到热解物料再于搅拌条件下水浸1～5h，其中水的加入量为热解物料质量的2-20倍；筛分过滤得到铜铝箔混合碎片、正负极混合滤饼和富锂溶液；

2)向上述富锂溶液中加氧化钙或氧化镁，过滤得碳酸锂粗品溶液，粗品溶液干燥，干燥后将粗品再经水配制2wt％～8wt％的碳酸锂浆料，并通入CO₂加压至0.1～1.0Mpa，反应0.1～4h，反应后过滤除去沉淀，而后将滤液升温至80～100℃保温0.1～2h，过滤得到精制碳酸锂；其中，氧化钙或氧化镁的加入量为富锂溶液质量的0.1-1％；

3)所述正负极混合滤饼在酸性条件下40～80℃下进行浸出还原反应，反应后过滤得到酸浸液和碳粉滤饼，所得酸浸液经梯度调节pH值除杂，而后萃取后的酸浸液用活性炭吸附，吸附后调整酸浸液中Ni、Co、Mn元素的摩尔比为Ni:Co:Mn＝5-8:2-1:3-1，调整后的酸浸液与氨水络合反应，加氢氧化钠溶液调节反应液pH＝10～12，而后反应液在N₂氛围下40～80℃陈化反应5～50h，过滤的滤饼洗涤干燥得到镍钴锰三元素复合氢氧化物；

所述步骤1)中破碎处理后的废旧动力锂电池进行水浸，浸后过滤得到的滤饼碎片在CO₂存在且无氧条件下，控制升温速度5～15℃/每分钟，升温至400～800℃保温0.5～4h；

所述步骤1)将废旧动力锂电池破碎处理后搅拌条件下水浸，过滤得滤液和滤饼碎片；其中，滤液于100～200℃高温水解，水解后加氧化钙或氧化镁去除杂质离子，过滤后滤液套用于上述水浸中；

滤饼碎片于热解炉中在CO₂气体且无氧条件下升温热解，热解尾气通过热氧化处理后直接排放；

所述步骤3)中酸浸液经梯度调节pH值除杂为首先调节酸浸液pH值为4～6，过滤除去沉淀，而后再调节酸浸液pH值2～4，进而萃取除杂；

所述步骤3)正负极混合滤饼于H₂SO₄和H₂O₂的混合溶液中进行浸出还原反应，反应后过滤得到酸浸液和碳粉滤饼，酸浸液经梯度调节pH值除杂后以N902作为萃取剂进行萃取；收集萃取后的有机相，再用H₂SO₄反萃回收N902继续套用于萃取过程，萃取过程中的水相套用于酸浸还原反应；所述H₂SO₄和H₂O₂的混合溶液中H₂SO₄和H₂O₂的质量比为8:1～2:1，H₂SO₄和正负极混合滤饼中的镍钴锰的摩尔比为1.1:1～2.0:1；

所述步骤3)所述经活性炭吸附后的酸浸液通过添加镍钴锰硫酸盐来调整酸浸液中Ni、Co、Mn元素总的浓度为2.0mol/L，且摩尔比Ni:Co:Mn＝5-8:2-1:3-1，元素调整后的酸浸液与氨水络合反应，加氢氧化钠溶液调节反应液pH＝10～12；所述氨水的加入量为控制络合反应液中氨浓度为0.3～2.0mol/L；

所述步骤3)中陈化过滤后滤液经脱氨后回收得到硫酸铵，脱氨后的滤液浓缩回收获得硫酸钠，浓缩蒸出液套用作为工艺用水。

2.按权利要求1所述的废旧三元动力锂电池资源化回收金属元素的方法，其特征在于：所述废旧动力锂电池破碎为将收集的废旧动力锂电池进行恒流放电，待电流小于0.010A时，停止放电，剥去电池外壳得电芯，将电芯破碎，待用；破碎过程中操作尾气与热解过程中产生的尾气混合经热氧化处理后直接排放。