[发明专利]一种回收废旧钴酸锂电池有价金属的浸出体系和浸出方法

说明书

一种回收废旧钴酸锂电池有价金属的浸出体系和浸出方法。本发明浸出体系是包括氨、亚硫酸钠和氯化铵的混合水溶液。本发明浸出方法包括以下步骤：（1）将废旧钴酸锂电池通过放电、破碎、分离后，得到正极粉末；（2）将所述浸出体系进行加热，然后向其中加入正极粉末，搅拌条件下，进行浸出反应，反应完成后，得到含Li⁺、Co(NH₃)_n²⁺的浸出液。本发明浸出体系无需使用酸液，无有害气体产生，常压一步浸出，绿色环保无二次污染；本发明浸出方法安全可控，成本低，具有工业应用前景。

技术领域

本发明涉及废旧电池资源回收领域，具体涉及一种回收废旧钴酸锂电池有价金属的浸出体系和浸出方法。

背景技术

锂离子电池由于其工作电压高、理论比容量高、无记忆效应、质量轻等优异的特点，广泛应用于便携式设备及电动汽车中。随之，锂离子电池的报废量也不断大幅增加。据预测，到2020年我国锂离子电池的报废量将达50万吨。

钴酸锂是第一个和最成功的应用在便携式电子设备上的商业化锂离子电池正极材料产品。因此，使用过的废旧钴酸锂电池数量也最多。废旧钴酸锂电池中含有锂和钴有价金属，与传统矿石资源相比，属于金属含量极高的“二次资源”。如果将废旧钴酸锂电池随意丢弃，其中含有的钴、锂金属会对水源、大气、土壤造成污染，由于重金属钴具有累积效应，进入食物链之后会严重威胁人类健康。由此可见，对废旧钴酸锂电池进行回收，无论从经济还是环保角度，都有利于人类与生态环境的可持续发展。

通常，回收废旧钴酸锂电池的工艺流程包括物理过程和化学过程。物理过程包括机械分离、热处理、机械化学和溶解过程等，化学过程包括火法冶金、湿法冶金、生物浸出等。火法冶金能耗高，资源浪费严重，会产生有害气体造成大气污染；生物浸出效率低，周期长，浸出效果不佳；湿法冶金方法广泛应用于分离和回收有价金属，具有处理效率高，操作可控，能耗低等特点。

浸出过程为湿法冶金回收的重要步骤，传统的浸出方法有使用酸-还原剂体系进行浸出，酸分为无机酸和有机酸，无机酸包括硫酸、盐酸、硝酸等，有机酸包括柠檬酸、抗坏血酸、草酸等。使用酸性浸出，浸出过程会产生大量的酸性废气和酸性废液等，造成对环境的二次污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的不足，提供一种新的回收废旧福酸锂电池有价金属的浸出体系和浸出方法，所述浸出体系无需使用酸液，无有害气体产生，绿色环保无二次污染，所述浸出方法安全可控，成本低，具有工业应用前景。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种回收废旧钴酸锂电池有价金属的浸出体系，是包括氨、亚硫酸盐和氯化铵的混合水溶液。

优选的，所述混合溶液中氨浓度为1~5mol/L。更优选的，氨浓度为3.5~4.5mol/L。在此范围内，浸出率可达到70%以上。

优选的，所述亚硫酸钠的浓度为0.2~3mol/L。更优选的，所述亚硫酸钠的浓度为0.4~1.0 mol/L ，进一步优选0.5mol/L。亚硫酸盐主要作为还原剂，将三价钴还原为二价钴，有利于钴浸出。

优选的，所述亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸钾或亚硫酸铵。

优选的，所述氯化铵的浓度为1~5mol/L，更优选的，所述氯化铵的浓度为1.2~2.0mol/L；进一步优选1.5mol/L。

一种回收废旧钴酸锂电池有价金属的浸出方法，包括以下步骤：

（1）将废旧钴酸锂电池通过放电、破碎、分离后，得到正极粉末；