[发明专利]三元电池废料综合回收中的锰锂分离方法

说明书

三元电池废料综合回收中的锰锂分离方法，涉及电池废料的回收利用方法。步骤为：a废三元电池料粉经酸浸，得到除杂液；b、用氢氧化钠沉淀氢氧化钴、镍混合物；c、洗液和滤液用稀硫酸调节PH，沉淀硫化钴和硫化镍；d、将滤液和洗液用氢氧化钠调节PH沉淀锰离子，得到氢氧化锰滤饼和含锂滤液和洗液；e、含锂滤液和洗液经蒸发结晶去除硫酸钠后，得到浓缩锂液；f、用饱和碳酸钠溶液沉淀碳酸锂，得到碳酸锂滤饼和沉锂母液。本发明解决了现有技术必须经萃取才能使锰、锂离子的问题，用水解法除去锰离子，从而达到不经萃取操作，实现锰锂分离、分别回收锰、锂离子的目的，简化了制备工艺，缩短了工艺流程，降低了物耗能耗，节约生产成本20%以上。

技术领域

本发明涉及电池废料的回收利用方法。

背景技术

在废旧三元电池材料拆解回收利用钴镍锰锂过程中，现有技术采用的方法是：废旧三元电池经拆解得到废正极材料粉，再经酸浸，除铜、除铁铝、除钙镁得到萃前液，然后经萃取分离形成硫酸锰、硫酸镍、硫酸钴溶液，或将钴、镍、锰离子通过全萃全反得到钴、镍、锰的硫酸混合盐溶液，所有钴、镍、锰、锂元素必须经过萃取与反萃取的工艺路线，而决定生产成本高低的是被萃取的金属离子的摩尔总数，因此导致制造成本高。如中国专利公开号为CN110512080A，公开日为2019.11.29的一种废旧镍钴锰锂离子电池中有价金属分离回收方法公开的技术为：包括以下步骤：a、废旧镍钴锰锂离子电池拆解、放电、破碎，破碎后的废旧电池片加酸和还原剂溶液浸出，得到浸出液；b、浸出液加有价金属碱溶液调节pH= 1.5-2.5，升温至60-90℃，加入1-10倍量的镍粉除铜，反应10-30min，停止加热，加入双氧水或次氯酸钠将二价铁氧化为三价铁，再加入有价金属碱溶液调节溶液pH=4.2-4.5，除铁和铝，反应时间0.5-3h，固液分离后得含镍、钴、锰、锂的除杂后液；c、稀释后的P204用氢氧化锂溶液皂化后，对除杂后液进行萃取，使镍、钴、锰全部萃取至P204上，萃取剂纯水洗涤后用硫酸进行反萃，萃余液为含锂的溶液，反萃液为镍、钴和锰的混合液；d、萃余液中加入碳酸盐或通二氧化碳气体沉淀锂，沉淀过滤洗涤得碳酸锂，滤液和洗水返回浸出段。存在的不足在于要经萃取才能使锰、锂离子分离并进行回收，工艺复杂，制备流程长，生产成本高。

发明内容

本发明的目的在于：从除杂液中除去绝大部分钴、镍离子后，用硫化钠，使残留在溶液中的钴镍离子形成硫化钴、硫化镍沉淀，进一步分离钴、镍离子后，用水解法除去锰离子，从而达到不经萃取操作，实现锰锂分离、分别回收锰、锂离子的目的。

本发明的技术解决方案是：三元电池废料综合回收中的锰锂分离方法，按如下步骤进行：

a、废旧三元电池经拆解得到的废三元电池料粉，经酸浸，除铜、除铁铝后，得到除杂液，其特殊之处在于：

b、将除杂液用氢氧化钠调节PH值5.5-6.5，优选6，沉淀氢氧化钴、氢氧化镍混合物，过滤、洗涤，滤液与洗液进入锰锂分离操作工序。

c、洗液和滤液用稀硫酸调节PH到4.5-5.0，按钴和镍总量的2.0-4.0倍，优选2.5-3.5倍，3倍，加入固体硫化钠，反应时间30-65分钟，优选35-60分钟，40-55分钟，45-50分钟，使溶液中残存的钴镍离子形成硫化钴和硫化镍沉淀，过滤、洗涤，滤饼为硫化钴、硫化镍混合物，返回酸溶解工序；滤液和洗液进入沉锰工序。

d、将步骤c所得的滤液和洗液用氢氧化钠调节PH到8-11，优选9-10，反应时间30-120分钟，优选40-110分钟，50-100分钟，60-90分钟，70-80分钟，沉淀锰离子，过滤、洗涤，得到氢氧化锰滤饼和含锂滤液和洗液。

e、含锂滤液和洗液经蒸发浓缩、结晶去除硫酸钠后，得到浓缩锂液。

f、用饱和碳酸钠溶液沉淀碳酸锂，过滤洗涤后得到碳酸锂滤饼和沉锂母液。

g、沉锂母液返回制取除杂液工序作为调节PH值的碱液使用，以回收沉锂母液中残余的锂离子。