[发明专利]一种含锰材料回收及再生方法

权利要求书

1.一种含锰材料锰元素回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

将含锰材料与具有醛化物的酸性溶液进行反应，反应后将反应物进行固液分离，得到浸出液和滤渣，用以将含锰材料中锰金属元素的浸出，其中所述含锰材料是指材料中含有锰元素且锰的化学价至少为+3价、+4价或者+6价中的一种价态，所述醛化合物的分子结构式如下所示：

其中R选自氢、烷基、烯基、炔基、苯基或芳基中至少一种；或R选自含有硼、硅、氮、磷、氧、硫、氟、氯、溴及碘中至少一种元素的基团。

2.根据权利要求1所述一种含锰材料锰元素回收方法，其特征在于，所述醛化合物的分子结构式中R为氢或者碳原子数为1～5的烷基。

3.根据权利要求1所述一种含锰材料锰元素回收方法，其特征在于，所述醛化合物为甲醛、乙醛、丙醛、正丁醛、正戊醛、2-甲丙醛、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、2，2-二甲基丙醛中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述一种含锰材料锰元素回收方法，其特征在于，所述含锰材料与含有醛化合物的酸性溶液的固液比为10～2000g/L，反应温度为20～100 ℃，反应时间为0.1～36小时。

5.根据权利要求1所述一种含锰材料锰元素回收方法，其特征在于，所述酸性溶液为无机酸和/或有机酸，所述无机酸为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸中的任一种或多种，其中所述有机酸为草酸、甲酸、乙酸、三氯乙酸、丙酸、丁酸或戊酸中的任一种或多种。

6.根据权利要求1所述一种含锰材料锰元素回收方法，其特征在于，得到浸出液和滤渣后进一步包括步骤：将滤渣洗涤若干次，以获得洗液和洗涤滤渣，洗液放入浸出液混合，将洗涤滤渣与含有醛化合物的酸性溶液进行反应，搅拌并加热，反应后进行固液分离，得到二次浸出液和二次反应滤渣，并将洗涤滤渣中金属元素的浸出。

7.一种含锰材料再生方法，其中所述的含锰材料是退役动力锂离子二次电池的正极材料，其特征在于，包括如下步骤：

（1）含锰材料的回收：根据1-6中任意一项权利要求所述含锰材料回收方法，得到浸出液与滤渣；

（2）前驱体溶液的制备：根据浸出液中的元素组成及含量，调节浸出液中各金属元素的含量，使各金属元素的摩尔比与目标正极材料的化学式相一致，得到前驱体溶液；

（3）目标正极材料前驱体的制备：通过共沉淀法制备工艺将所述前驱体溶液制备成目标正极材料前驱体，同时得到含锂离子溶液；

（4）回收液相中的锂元素，得到锂源化合物；

（5）目标正极材料的制备：通过正极材料烧制工艺，利用步骤（3）中的目标正极材料前驱体以及步骤（4）中回收的锂源化合物，制得目标正极材料。

8.根据权利要求7所述的一种含锰材料再生方法，其特征在于，所述步骤（2）前驱体溶液的制备中，目标正极材料的化学式为Li_1+δ[Ni_1-x-y-zCo_xMn_yM_z]O₂、Li_1+η[Mn_2-aMˊ_a]O₄或者xLi₂MnO₃·(1-x)LiNO₂中的一种或几种，根据目标正极材料的化学式，向浸出液中加入镍、钴、锰的水溶性盐以及M、Mˊ或者N的水溶性盐中的一种或者多种以调节浸出液中各金属元素的含量，其中掺杂元素M、Mˊ或者N为金属元素Ni、Co、Mn、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Ga、In、Ge、Sn、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、W、La、Ce、Nd及Sm中的任一种或多种。

9.根据权利要求8所述的一种含锰材料再生方法，其特征在于，所述水溶性盐的阴离子为氯离子、硫酸根离子、硝酸根离子、草酸根离子、磷酸氢根离子、磷酸二氢根离子或者乙酸根离子中至少一种。