[发明专利]一种还原焙烧-水淬法回收废旧锂离子电池中锂的方法

说明书

本发明涉及一种还原焙烧‑水淬法回收废旧锂离子电池中锂的方法，属于废旧电池回收技术领域。本发明包括以下步骤：将废旧锂离子电池进行放电后再经过机械破碎筛分得到正极废料粉；将正极废料粉与还原剂均匀混合，得到混合物；将混合物进行还原焙烧；将还原焙烧后的混合物迅速投入水中进行水淬，混合物中锂进入水中得到富锂溶液，废旧锂离子电池中锂的回收率为92％‑98％。本发明可实现废旧锂离子电池中锂的高效、选择性分离，工艺流程简单、操作方便，解决了以往工艺过程复杂、投资费用大、回收成本高等问题。

技术领域

本发明属于废旧电池回收技术领域，具体涉及一种还原焙烧-水淬法回收废旧锂离子电池中锂的方法。

背景技术

锂离子电池因具有电压高、比容量大、寿命长和无记忆效应等显著优点，自其商业化以来便快速占领了便携式电子电器设备的动力源市场。从2010年开始，新能源汽车产业增长势如破竹，锂离子动力电池产量逐年增大。而动力锂离子电池的使用寿命在5-8年，每年约有占总量15％的动力电池报废。据行业相关数据显示，到2020年我国动力锂离子电池报废量将达到约50万吨；到2023年，报废量将达到约116万吨。锂离子电池内含有锂、钴、镍等国家战略金属，随意丢弃不仅资源浪费，而且污染环境。按照我国未来动力锂离子电池的报废量推测，到2023年，可回收的有价金属的市场价值可以达到：锂146亿元、镍84亿元、钴73亿元、锰8.5亿元，实现锂离子电池中金属的清洁高效回收具有重要意义。目前，废弃锂离子电池的回收主要集中在镍、钴、铜、锰、铝有价金属，其回收的过程主要为废弃锂离子电池放电，物理拆解，酸或碱浸出金属离子，溶剂萃取分离金属元素。随着对锂资源需求的增大，废旧电池中锂的回收变的越来越受关注，也越来越重要。目前，废旧锂离子电池中锂的回收方法主要为硫酸浸出工艺。硫酸浸出工艺基本过程是废旧锂离子电池正极材料在硫酸中溶解，而后用碳酸钠调节浸出液pH值至碱性，使浸出液中的锂离子形成碳酸锂沉淀。由于硫酸浸出法选择性弱，正极材料中与锂共存的铝、铜、铁、镍、钴、锰等金属将被同步浸出，在中和时无法深度除去，为得到合格的碳酸锂产品，需实现上述几种金属的同步脱除，难度极大。

目前有一些从废旧锂离子电池中回收锂的方法，但是这些方法中存在以下缺点。(1)专利CN 201611186511.2在回收锂的过程中加入了含氯聚合物的辅料，聚氯乙烯和聚丙乙烯等，然后进行球磨混料，使得工艺流程复杂。(2)专利CN201711355295.4使用硫酸溶液浸渍焙烧后的电极材料，得到酸浸出液，用PC-88A萃取分离浸出液的Li，将萃取后水相中加入碳酸盐，过滤分离得到Li₂CO₃产品，此方法工艺流程复杂，周期长。(3)专利CN201810265725.1首先向废旧锂离子电池正极材料中加入氧化剂进行氧化反应，通过助剂将锂转化为水溶性锂盐，然后将得到的水溶性锂盐在水或酸性溶液中浸出，过滤后得到富锂溶液及浸出残渣，此方法需要加入硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵等助剂，同时需要在酸溶液中进行浸出，工艺复杂，增加成本。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种高效且选择性分离锂、工艺流程简单、操作方便、降低成本的还原焙烧-水淬法回收废旧锂离子电池中锂的方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种还原焙烧-水淬法回收废旧锂离子电池中锂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将废旧锂离子电池进行放电后再经过机械破碎得到正极废料粉；

(2)将正极废料粉与还原剂均匀混合，得到混合物；

(3)将混合物进行还原焙烧；

(4)将还原焙烧后的混合物迅速投入水中进行水淬，混合物中锂进入水中得到富锂溶液。

根据上述的方法，其特征在于，废旧锂离子电池为废旧锰酸锂电池、废旧钴酸锂电池、废旧镍钴锰酸锂电池、废旧镍钴铝酸锂电池中的一种或多种。