[发明专利]一种用于废旧三元电池中钴回收的特种吸附剂的制备方法

说明书

一种用于废旧三元电池中钴回收的特种吸附剂的制备方法，涉及湿法冶金的技术领域。包括如下步骤：S1、将壳聚糖或壳寡糖溶于乙酸溶液中，搅拌形成凝胶备用；S2、取适量硅胶微球进行活化，活化后浸入凝胶中，磁力搅拌；S3、采用硫酸钴、氯化钴或硝酸钴配置一定浓度的钴盐溶液作为模板剂，随后将步骤S2所得材料加入钴盐溶液中吸附钴离子，吸附一段时间后加入环氧氯丙烷或戊二醛，交联反应一段时间后用去离子水清洗去除残留试剂；S4、将步骤S3所得材料浸入无机酸溶液中，去除吸附的钴离子，待洗脱完全后用去离子水清洗，烘干即得钴印迹壳聚糖吸附剂。对钴具有高选择性和高吸附容量，机械强度高、耐磨耐酸性好，便于后续回收处理。

技术领域

本发明涉及湿法冶金的技术领域，尤其涉及制备用于废旧三元电池中钴回收的特种吸附剂的技术领域。

背景技术

近年来，三元锂电池因高能量密度、更强的耐温性和充电效率等优势越来越受到市场青睐，占比迅速提升。2019年，三元电池装机量已达55.1GWh。随着三元电池应用量的增加，对钴、镍、锰、锂的需求逐渐增加。随着新能源汽车对锂电池需求的增长，缺口还将进一步增大。

通过锂电回收，退役三元电池的正极材料中的有价金属可再次用于三元正极材料的制造，部分满足未来对于动力电池制造的需求，减少对于国外原材料进口的依赖。目前锂电池中钴的回收主要采用化学沉淀法、萃取法和吸附法。但化学沉淀法需要添加大量试剂，再沉淀时会包裹其他金属，纯度较低；萃取法虽能高选择性提取金属，但易产生乳液相，并且有机相容易溶解在浸出液中，对浸出液造成污染，为了保证后续工序的顺利进行,需另外采取措施去除料液中的有机物质，后处理成本高。吸附法由于选择性高、工艺绿色环保成为了一种主要的提取方法。但现今商业化的钴吸附材料多选用有机树脂作为载体，有机树脂是一种高分子材料，树脂在使用失效后形成固废，很难再对其进行回收利用，因此仍需一种绿色环保的钴吸附材料。

发明内容

本发明目的是解决现有技术的问题，提供一种对钴具有高选择性和高吸附容量，机械强度高、耐磨耐酸性好，便于后续回收处理的用于废旧三元电池中钴回收的特种吸附剂的制备方法。

一种用于废旧三元电池中钴回收的特种吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、将壳聚糖或壳寡糖溶于乙酸溶液中，搅拌1-12小时形成凝胶备用；

S2、取5-1000g硅胶微球进行活化，活化后浸入步骤S1得到的凝胶中，磁力搅拌1-5小时；

S3、采用硫酸钴、氯化钴或硝酸钴配置1%-30%质量分数的钴盐溶液作为模板剂，随后将步骤S2所得材料加入钴盐溶液中吸附钴离子，吸附10-150min后加入环氧氯丙烷或戊二醛，25-60℃条件下进行交联反应，反应10-200min后用去离子水清洗去除残留试剂；

S4、将步骤S3所得材料浸入无机酸溶液中，去除吸附的钴离子，待洗脱完全后用去离子水清洗，烘干即得钴印迹壳聚糖吸附剂。

优选的是，本发明的无机酸溶液为硫酸、盐酸或硝酸中的一种。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明以多孔硅胶微球为载体，多孔硅胶微球比表面积大，因此能形成更多的吸附位点，吸附剂吸附容量增大；并且机械强度高、耐磨耐酸性好，寿命更长。

2、本发明采用离子印迹技术制备钴吸附剂，对钴具有高选择性和高吸附容量。