[发明专利]一种从废旧三元锂离子电池中优先提取金属锂以及同时得到电池级金属盐的方法

权利要求书

1.一种从废旧三元锂离子电池中优先提取金属锂以及同时得到电池级金属盐的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1：氢气焙烧

废旧三元锂离子电池经过放电、拆解破碎、筛分、碳化炉焙烧和多级分选后获得包含锂、锰、镍、钴金属资源及石墨碳的黑色粉末，将该黑色粉末在0.02～0.2MPa氢气气氛下，于500～700℃还原焙烧2～4h，得到还原粉料；

步骤2：优先提锂

将步骤1所得还原粉料加入到纯水中分散均匀，压滤，得到滤渣和滤液，滤液经减压浓缩、结晶，得到单水氢氧化锂；

步骤3：浸出萃杂

用98wt％硫酸溶解步骤2所得滤渣，获得浸出液；将浸出液与转皂有机萃取剂P204混合，采用逆流萃取法将杂质金属钙、铜、锌、铝离子萃取到有机相中除去，收集萃余液；

步骤4：提取锰、钴、镍

采用转皂有机萃取剂，通过逆流萃取法，按照锰-钴-镍的次序提取步骤3萃余液中的金属资源，分别得到高纯度的硫酸锰、电池级的硫酸钴和硫酸镍。

2.如权利要求1所述从废旧三元锂离子电池中优先提取金属锂以及同时得到电池级金属盐的方法，其特征在于，提取锰、钴、镍的方法为：

步骤a：萃取高纯度锰盐

将浸出萃杂后收集的萃余液与转皂有机萃取剂P204混合，控制有机相和水相体积比2～4：1，采用逆流萃取法进行萃取，收集萃余液；

萃取后的有机相先用0.5mol/L硫酸洗涤，然后用2.2～2.3mol/L硫酸反萃，得到硫酸锰溶液，将其静置、除油、精滤和蒸发结晶后得到高纯度硫酸锰；

步骤b：萃取电池级标准的钴盐

将步骤a的萃余液与转皂有机萃取剂P507混合，控制有机相和水相体积比2～4：1，采用逆流萃取法进行萃取，收集萃余液；

萃取后的有机相先用0.5mol/L硫酸洗涤，然后用2.4mol/L硫酸反萃，得到硫酸钴溶液，将其静置、除油、精滤和蒸发结晶后得到电池级硫酸钴；

步骤c：萃取电池级标准的镍盐

将步骤b的萃余液与转皂有机萃取剂Cyanex272混合，控制有机相和水相体积比2～4：1，采用逆流萃取法进行萃取，收集萃余液，将萃余液静置、除油、精滤和蒸发结晶后得到电池级硫酸镍。

3.如权利要求2所述从废旧三元锂离子电池中优先提取金属锂以及同时得到电池级金属盐的方法，其特征在于，步骤a中，转皂有机萃取剂P204中添加有260#溶剂油，P204体积占比20～30％。

4.如权利要求2所述从废旧三元锂离子电池中优先提取金属锂以及同时得到电池级金属盐的方法，其特征在于，步骤a中：萃取时萃取级数为9～10级，控制萃取段出口水相pH在2.5～3.3；萃取后的有机相先用0.5mol/L硫酸洗涤，洗涤12～13级；然后用2.2～2.3mol/L硫酸反萃负载有机P204，反萃段级数为6级，得到硫酸锰溶液，将其静置、除油、精滤和蒸发结晶后得到高纯度硫酸锰；空载有机经过3级反铁，2级水洗后回用。

5.如权利要求2所述从废旧三元锂离子电池中优先提取金属锂以及同时得到电池级金属盐的方法，其特征在于，步骤b中，转皂有机萃取剂P507中添加有260#溶剂油，P507体积占比20～30％。

6.如权利要求2所述从废旧三元锂离子电池中优先提取金属锂以及同时得到电池级金属盐的方法，其特征在于，步骤b中：萃取时萃取级数为10～11级，控制萃取段出口水相pH在4.0～4.5；萃取后的有机相先用0.5mol/L硫酸洗涤，洗涤14～15级；然后用2.4mol/L硫酸反萃负载有机P507，反萃段级数为6级，得到硫酸钴溶液，将其静置、除油、精滤和蒸发结晶后得到电池级硫酸钴；空载有机经过3级反铁，2级水洗后回用。

7.如权利要求2所述从废旧三元锂离子电池中优先提取金属锂以及同时得到电池级金属盐的方法，其特征在于，步骤c中，转皂有机萃取剂Cyanex272中添加有260#溶剂油，Cyanex272体积占比为20～30％。