[发明专利]一种离子交换法回收废旧钴酸锂电池中有价金属的方法

说明书

本发明属于化工技术领域，涉及一种离子交换法回收废旧钴酸锂电池中有价金属的方法。其包括废旧钴酸锂电池的放电破碎剥离浸出、浸出液除杂、钴树脂吸附‑解吸、氢氧化锂制备步骤。本发明简单、高效、易于批量对废旧钴酸锂离子电池中有价金属回收利用的方法，且本发明方法简单，对设备要求低，易于操作，回收率高。

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及一种离子交换法回收废旧钴酸锂电池中有价金属的方法。

背景技术

据统计，未来几年内国内锂电池市场仍将保持20-30%的增长幅度，其中消费类电子产品和动力电池市场将会是主要驱动力，废弃手机和动力电池及其拆解后得电池不仅会对环境产生恶劣影响，也是对资源的一种浪费，废旧锂电的回收就显得愈发重要。根据国际能源署的预测，到2030年，全球电动汽车销量将从目前的200多万辆增加到1.4亿辆。这意味着废旧锂电池回收将成为一个全球性的大问题。到2022年，将有高达26.2万吨的车用电池需要回收，废旧电池的回收利用市场将非常巨大。

废旧锂离子电池的回收主要为火法和湿法，还有磁性分离、重选等的方法。已有的专利主要针对废旧锂离子电池正极和负极的回收研究较多。有机溶剂法浸泡，操作温度高，有机用量大，成本高，有机挥发会造成操作环境差，过滤后的渣有携带有机溶剂，烘干时又会有机溶剂挥发，造成环境污染。火法剥离，溶蚀后的溶液中的含杂质，电解铜和钴含杂质会高，而且电解法能耗较高。碱浸法过滤困难，分离不完全，溶液回收过程分离有价金属镍锂和钴锰，以硫化沉淀法、草酸法、磷酸盐法分离，分离金属过程复杂，分离出的各金属存在互相夹带。

本发明基于现有方法，提出一种废旧钴酸锂离子电池中有价金属分离回收的方法，浸出液除杂中和剂用有价金属碱溶液，除杂后浸出液用螯合离子交换树脂吸附钴得到钴溶液，该树脂价格便宜，吸附容量高，吸附过程还可同时降低溶液中的钙、镁含量，酸反洗液为纯净的钴溶液，可应用于生产各种钴产品，吸附后液中的锂以氢氧化锂的形式回收。氢部分氧化锂溶液和锂结晶母液返回用作除杂过程的中和剂和离子交换树脂的再生剂。本法回收过程不引入杂质元素，有价金属回收率高，分离彻底，工艺简单，可操作性强，设备无特殊要求，投资小，易于实现工业化生产。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题提供一种离子交换法回收废旧钴酸锂电池中有价金属的方法。

本发明具体技术方案如下：

一种离子交换法回收废旧钴酸锂电池中有价金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、废旧钴酸锂离子电池拆解、放电、机械或人工破碎成一定大小的片状；破碎后的废旧电池片用硫酸加还原剂浸出，得到钴、锂浸出液；

b、浸出液中加氢氧化锂或氢氧化钴溶液调节溶液pH=1.5-2.5，升温至60-90℃，加入1-10倍量的钴粉除铜，反应10-30min，停止加热，加入氧化剂将二价铁氧化为三价铁，加入氢氧化锂或氢氧化钴调整溶液的pH=4.2-4.5除铁铝，反应时间0.5-3h，得到除杂后液；

c、螯合树脂用氢氧化锂溶液再生后，对所述步骤b的除杂后液进行吸附，使钴吸附至树脂上，吸附饱和的树脂洗涤后用硫酸反洗，得硫酸钴溶液和硫酸锂吸附后液；

d、向所述步骤c的硫酸锂吸附后液中加入氢氧化钡溶液，固液分离后得氢氧化锂溶液，蒸发结晶得单水氢氧化锂产品，部分氢氧化锂溶液或结晶母液返回用作除杂中和剂和用于树脂再生，节约成本；

进一步的，所述步骤b中的氧化剂为双氧水、过硫酸钠等；

进一步的，所述步骤c中的螯合树脂为D401或D402。

本发明具有以下有益效果：

（1）拆解、放电破碎后的废旧钴酸锂离子电池物料剥离浸出一步完成，有价金属钴、锂进入浸出液中，铜、铝和铁杂质引入少；