[发明专利]一种废弃动力锂电池中金属全元素的回收工艺和方法

说明书

本发明公开了一种废弃动力锂电池中金属全元素的回收工艺和方法，具体涉及锂电池中金属回收领域，具体包括有以下步骤：处理原料、高温焙烧、通氧搅拌、废气处理、酸洗、沉淀及烘干。本发明通过在原料焙烧的过程中，内部原料预先经过碳粉的还原，随即进行通氧搅拌步骤，在加热的各个温度范围内，分批次的将锰、锂、钴所形成的氧化物单独取出，以此来使得原料内的金属元素充分氧化，保证了金属元素的充分提纯，提高了其提纯率，与现有的废弃锂电池中金属元素回收利用效果较差相比，该方法流程简单，运行成本低，尾矿中金属元素的回收率高，大大的提高了设备的利用率，且无二次污染。

技术领域

本发明涉及锂电池中金属回收领域，更具体地说，本发明涉及一种废弃动力锂电池中金属全元素的回收工艺和方法。

背景技术

目前，锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的一次电池，与可充电电池锂离子电池跟锂离子聚合物电池是不一样的。锂电池的发明者是爱迪生，由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高，所以，锂电池长期没有得到应用。随着二十世纪末微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求，锂电池随之进入了大规模的实用阶段，其中废旧的锂电池中含有的金属元素，直接排放到外界，不仅仅对外界环境造成破坏，污染水资源和土资源，还造成了金属资源的浪费。

专利申请公布号CN 109837392 A的发明专利公开了一种锂离子电池正极材料废料的回收及再生方法，回收方法为将锂离子电池正极材料废料与含有还原剂的酸性溶液进行反应，反应后进行固液分离，得到浸出液和滤渣，实现金属元素的浸出，所述还原剂含有至少两个羟基，且其中的两个羟基须分别位于相邻的碳原子上；再生方法包括正极材料废料的回收、前驱体溶液的制备、目标正极材料前驱体的制备、回收液相中的锂元素以及目标正极材料的制备。该发明采用的还原剂反应活性大，绿色环保，可将废正极材料中高价态不易溶的金属离子还原成低价态易溶于水的离子，浸出回收工艺路线短且成本低，浸出率高，且浸出时间短；本发明基于金属元素闭环循环，便于回收并再生，适用范围广。

但是上述技术方案在实际运用时，通常废弃动力锂电池中的金属元素并不能全部回收利用，导致废弃锂电池中金属元素回收利用效果较差，大大的浪费了其中蕴含的金属资源。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种废弃动力锂电池中金属全元素的回收工艺和方法，通过在原料焙烧的过程中，内部原料预先经过碳粉的还原，随即进行通氧搅拌步骤，以此来使得原料内的金属元素充分氧化，保证了金属元素的充分提纯，提高了其提纯率，与现有的废弃锂电池中金属元素回收利用效果较差相比，该方法流程简单，运行成本低，尾矿中金属元素的回收率高，大大的提高了设备的利用率，且无二次污染。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种废弃动力锂电池中金属全元素的回收工艺和方法，具体包括有以下步骤：

步骤一：处理原料，将废弃锂电池进行冲洗，使用清水反复冲洗三遍之后，用棉布擦拭处理，随即，将废弃锂电池进行拆解，将废弃锂电池内部原料使用高温进行烘干，研磨原料；

步骤二：高温焙烧，将研磨后的原料放置在燃烧炉内进行燃烧，并向内部添加适量的碳粉，使得原料内部的金属元素与氧气形成氧化物；

步骤三：通氧搅拌，燃烧炉在燃烧原料的过程中，向燃烧炉内部通入氧气，在搅拌时，间歇式翻动原料，使其与氧气充分接触，保温2-3h，在每个阶段分别取出相对应的燃烧料，其中第一阶段形成的氧化物为MnO₂、LiCoO₂，第二阶段形成的氧化物为Mn₃O₄、Li₂O、Co₂O₃，第三阶段形成的氧化物为Mn₃O₄、Li₂O、CoO；