[发明专利]从酸溶液中回收锂

说明书

公开了使用低pH溶液和膜技术从锂源或含锂材料中回收锂以纯化和浓缩回收的锂的方法。所述锂源可以包括废锂离子电池/电池单元、含锂矿物沉积物、或其他含锂材料。本文描述的方法在将所述含锂材料用低pH溶液消解之后通过一个或多个酸稳定的半渗透膜回收所述锂。

优先权要求

本申请要求2017年7月21日提交的美国申请序列号15/656,759的优先权。将前述申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开文本涉及用于从含锂材料中回收锂的方法，并且更具体地涉及利用酸溶液的膜分离从含锂材料中回收锂。

发明背景

锂离子电池单元是装置(诸如但不限于电话、电影摄影机、手持工具、膝上型计算机和类似装置)中高频可充电电池的当前选择。另外，随着使用锂离子电池的电动汽车和太阳能储存装置的扩展，在可预见的未来锂基电池技术将很可能成为优选电池。可充电锂离子电池可以具有相对长的可用寿命；然而，电池最终会失效或者经常在失效前被丢弃，并且导致废物流增加。

尽管声称对于许多小型装置电池(即，电话、计算机、工具等)，可充电锂离子电池将持续长达6年或甚至10年的有效电池寿命，但更现实的电池寿命更接近于3年。此真实电池寿命平均值转化为通过再循环从废电池中可回收的大量锂。鉴于此类电池的相对短的电池寿命以及在电子产品和汽车中的需求不断增长，预计未来几年对锂源的最终需求将显著增加。从开采的资源生产新锂的需求和废锂离子电池的再循环都将补充对有待生产的锂的加速需求。

然而，当考虑到在常规锂离子电池和电池单元中可用于回收的锂的量相对小时，在废电池和其他可再循环材料中回收金属的现有方法(诸如火法冶金或湿法冶金加工)倾向于效率低下或不经济。例如，常规锂离子电池单元(诸如流行的18650锂离子电池单元)是具有最大约总共8克锂的3.7或4.2伏电池单元。现有回收方法是能量密集型的，并且通常对于从废电池中回收锂而言是不经济的。

附图说明

图1是示例性锂回收方法的流程图；并且

图2是示例性锂回收方法的另一个流程图。

发明内容

在一方面，本公开文本提供了一种从含锂材料中回收锂的方法。所述方法包括将含锂材料混合在酸性溶液中以形成酸性锂溶液。所述混合在约10℃至约100℃的温度下进行。所述酸性锂溶液包含所述酸溶液、锂、可溶性有机物、可溶性金属和悬浮固体中的至少一种或多种。混合后，将所述酸性锂溶液输送至超滤预处理膜以保留所述悬浮固体的大部分并且使经过滤的酸性锂溶液渗透，所述经过滤的酸性锂溶液包含所述酸溶液、所述锂、所述可溶性有机物和所述可溶性金属中的至少一种或多种。接下来，将所述经过滤的酸性锂溶液输送至纳滤膜以形成渗余物和渗透物。所述纳滤渗余物包含所述可溶性有机物和所述可溶性金属中的一种或两种并且所述纳滤渗透物形成包含所述酸溶液和所述锂的经过滤的酸和锂溶液。然后将所述经过滤的酸和锂溶液输送至反渗透膜以形成渗余物和渗透物。所述反渗透渗余物包含所述锂并且所述反渗透渗透物包含所述酸溶液。最后，将所述锂以锂盐的形式从反渗透渗余物中回收，并且任选地将所述反渗透渗透物再循环至所述混合步骤。