[发明专利]一种锂离子电池正极废料中金属的浸出及回收工艺

权利要求书

1.一种锂离子电池正极废料中金属的浸出及回收工艺，其特征在于：包括如下步骤：

S1、拆解和剪切：先将废旧锂电池进行集中收集，将收集的废旧锂电池进行拆解，拆解电池后得到的正极片主要由铝箔、有机粘结剂和钴酸锂构成，然后将剥离开的正极片钴锂膜剪成约2平方厘米的大小，可得到含有铜锰钴镍锂氧化物的正极材料；

S2、NMP浸泡正极材料：将S1剪切得到的正极材料放入有机溶剂N-甲基吡咯烷酮中，在100℃下加热并磁力搅拌，0.5-Ih后，钴酸锂和石墨的黑色混合粉末与铝箔能完全脱离，取出铝箔，使用真空抽滤将黑色粉末和有机溶剂分开，待有机溶剂N-甲基吡咯烷酮完全饱和后；

S3、钴酸锂粉末的浸出：洗涤S2预处理操作中得到的黑色粉末钴酸锂、石墨和少量的粘结剂，然后通过干燥机进行快速干燥1-2h，干燥完成后，将黑色混合粉末投入三口烧瓶中，加入2-3mol/L的硫酸和30％-40％的双氧水，在80℃的水浴中搅拌使其发生还原浸出反应，得到待萃取分离的浸出液；

S4、P204萃取除杂：向S3中得到的浸出液加入浓度为25％-30％的P204萃取剂和25％-30％的磺化煤油稀释剂，并且调节萃取平衡pH值为2.6-3，混合搅拌1-2h可很好的除去浸出液中的杂质离子；

S5、P507萃取分离钴锂离子：向S4中得到的浸出液加入浓度为25％-30％的P507萃取剂和25％-30％的磺化煤油稀释剂，并且调节萃取平衡pH值为5.5-6，在振荡器上混匀时间达到25-30s后，萃取率趋于平衡，故后续实验的混合时间均选择为30-40s，以保证萃取操作的完全平衡，三级萃取操作后，钴离子的萃取率能达到99.94％基本能将浸出液中的钴离子完全回收，在电化学性能方面的应用中，氯化钴是优于硫酸钴的，考虑到产品的应用，采用2mol/L的盐酸溶液来反萃富钴有机相，可得到的产品为氯化钴溶液。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极废料中金属的浸出及回收工艺，其特征在于：所述步骤S2中每100mL的N-甲基吡咯烷酮中约能处理70g钴锂膜。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极废料中金属的浸出及回收工艺，其特征在于：所述步骤S4和S5中的萃取剂P204和萃取剂P507属于酸性萃取剂，其对各种金属阳离子的萃取平衡pH值都不同.根据此特性，实验通过控制水相中不同的pH值来实现金属离子的萃取分离。

4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极废料中金属的浸出及回收工艺，其特征在于：所述步骤S3中的钴和锂的浸出率在10min内即可达到90％以上，15min后可达95％以上，90min后锂和钴可以完全进入酸浸出液，酸浸出后溶液呈紫红色，有少量的不溶渣，渣呈黑色胶状，为正极材料中的粘结剂和碳粉。