[发明专利]一种回收废旧锂电池制作高纯NCM盐的方法

说明书

本发明涉及废旧锂电池回收利用技术领域，公开了一种回收废旧锂电池制作高纯NCM盐的方法，其中：S1前处理工序：前处理工序主要对各废旧锂电池原材料进行破碎筛分、浸出、除杂等预处理，包括破碎筛分、浸出反应、除铁铝、洗涤压滤等工序，S2萃取工序：该工序包括萃铜、萃锰、萃钴、萃镍等工序，主要对前处理工序处理后的滤液进行萃取，提取铜、锰、钴、镍等金属元素，经萃取后得到硫酸铜溶液、硫酸锂溶液、硫酸锰溶液、硫酸钴溶液、硫酸镍溶液。该工艺技术减少了物耗，提高了资源利用率，实现了镍、钴、锰等金属资源的高效回收利用，其中镍、钴、锰金属的收率可达98%，铜、锂收率可达90%。

技术领域

本发明涉及废旧锂电池回收利用技术领域，具体是一种回收废旧锂电池制作高纯NCM盐的方法。

背景技术

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，锂电池在使用过后经常乱丢乱放，不仅影响周围环境，而且其内部有价值的部分也得不到较好地利用，容易造成浪费现象，因此，本领域技术人员提供了一种回收废旧锂电池制作高纯NCM盐的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种回收废旧锂电池制作高纯NCM盐的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种回收废旧锂电池制作高纯NCM盐的方法，具体包括前处理工序、萃取工序和沉碳酸锂工序、蒸发浓缩结晶干燥工序，其中：S1前处理工序：前处理工序主要对各废旧锂电池原材料进行破碎筛分、浸出、除杂等预处理，包括破碎筛分、浸出反应、除铁铝、洗涤压滤等工序；S2萃取工序：该工序包括萃铜、萃锰、萃钴、萃镍等工序，主要对前处理工序处理后的滤液进行萃取，提取铜、锰、钴、镍等金属元素，经萃取后得到硫酸铜溶液、硫酸锂溶液、硫酸锰溶液、硫酸钴溶液、硫酸镍溶液；S3沉碳酸锂工序、蒸发浓缩结晶干燥工序：该工序主要对上述硫酸铜溶液、硫酸锂溶液、硫酸锰溶液、硫酸钴溶液、硫酸镍溶液分别进行合成沉淀、蒸发浓缩结晶、离心干燥等处理，最终得到所需产品及副产品。

作为本发明再进一步的方案：所述S1中的破碎筛分工序分为两种情况：1、正极边角料原材料直接经初破碎和粉碎后用于后续反应工序；2、不合格锂电池卷芯、报废锂电池原材料经初破碎和粉碎后，再经80目筛分机筛分、分选后得到的电池粉用于后续反应工序；浸出反应工序为：电池粉料、亚硫酸钠等干料加入浸出釜后，在浸出反应釜中抽入水，并从计量罐中泵入一定量的浓硫酸，开启搅拌，然后加入一定量的双氧水，同时向釜中通蒸汽辅助加热，控制液温在70-80℃下保温反应12-16h，控制溶液反应终点pH约1.5-2.0，该浸出液液固比约为3.5：1，浸出初始酸浓度约为300g/L，反应体系中Ni、Co、Mn、Li、Al、Fe、Cu及钙镁等金属均溶解在液相中，而碳粉则不溶；洗涤压滤工序（浸出渣压滤洗涤）为：将浸出反应浆液泵入压滤机进行压滤，压滤产生的滤液进入除铁铝工序，滤渣进入化浆釜用水反复洗涤，洗涤方式为：采用多级逆流水洗，即第三次水洗后压滤得到的洗涤水（金属含量很低）作为第二次水洗用水，第二次水洗后压滤得到的洗涤水（金属含量很低）作为第一次水洗用水，第一次水洗后压滤得到的洗涤水则返回浸出反应工序，经过多次洗涤后，待滤渣洗至中性后泵入压滤机进行压滤，得到浸出渣作为固废处理；除铁铝工序为：将浸出反应滤液泵入除铁铝反应釜中，开启搅拌，边搅拌边将料仓中的氯酸钠、重钙投加到釜中，同时通入蒸汽辅助加热，控制反应温度约85～90℃，调节溶液pH稳定至4.0～4.5，反应时间约4-6h，反应时，釜中出现沉淀，并有气泡冒出；压滤洗涤工序为（铁铝渣压滤洗涤）：上述反应完成后，将除铁铝反应溶液泵入压滤机进行固液分离，滤液进入萃取工序，滤渣则进入化浆釜用水反复洗涤，洗涤方式为：采用多级逆流水洗，即第三次水洗后压滤得到的洗涤水（金属含量很低）作为第二次水洗用水，第二次水洗后压滤得到的洗涤水（金属含量很低）作为第一次水洗用水，第一次水洗后压滤得到的洗涤水则返回浸出反应工序，经过多次洗涤后，待滤渣洗至中性后泵入压滤机进行压滤，得到铁铝渣作为固废处理。