[发明专利]一种从锂离子电池正极材料中回收钴的方法

说明书

本发明公开了一种从锂离子电池正极材料中回收钴的方法，a)将钴酸锂与还原剂混合得到钴酸锂混合物；b)共晶溶剂作为浸出剂加入到钴酸锂混合物中，在搅拌的条件下与含有还原剂的钴酸锂反应；c)反应结束后过滤，固液分离得到浸出液；d)向浸出液中加入LIX984萃取液，定向萃取铜，得到萃余液和含铜有机物；e)向萃余液中加入萃钴萃取剂萃钴，得到含钴有机物和含锂、铝萃余液；f)向含锂、铝萃余液中加入萃铝萃取剂萃铝，得到含铝有机物和含锂萃余液；g)含锂萃余液通过添加沉淀剂回收金属锂。本发明采用上述结构的一种从锂离子电池正极材料中回收钴的方法，具有工艺流程简单，金属的浸出率、回收率高、浸出剂绿色环保等优点。

技术领域

本发明涉及湿法冶金技术领域，特别是涉及一种从锂离子电池正极材料中回收钴的方法。

背景技术

随着电动汽车的快速推广和电子产品的迅猛发展，锂电池的市场需求量增幅明显，废旧锂电池所带来的社会环境问题也日益凸显，对废旧锂电池的无害化处理和对其中的钴、镍、锂等稀缺金属的有效回收利用逐渐成为国内外研究的重点。

常用回收锂离子电池正极材料中有价金属的方法为酸浸法，酸浸法中通常采用无机强酸，如盐酸、硫酸和硝酸。盐酸的浸出效果最佳，但易挥发，在反应过程中会生成氯气；硝酸不仅易挥发，还具有强氧化性，容易生成有毒的氮氧化物，且价格高于盐酸和硫酸；硫酸价廉易得，沸点较高，可采用较高的浸出温度以提高浸出速率和溶解率，但硫酸的浸出效率相对较低，因此，在实际操作过程中，常在硫酸溶液中添加还原剂过氧化氢，还原剂可促进钴酸锂中的三价钴还原为易溶的Co²⁺，提高浸出率，但过氧化氢稳定性差、易分解。此外，酸浸法在液固比为10∶1的条件下，处理1吨电池，大约会产生3000L左右的酸性废液，不仅危害人体健康，也增加了治污成本，因此需大力发展绿色环保试剂和新工艺技术对废旧锂电池进行回收。

发明内容

本发明的目的是提供一种从锂离子电池正极材料中回收钴的方法，具有工艺流程简单，金属的浸出率、回收率高、浸出剂绿色环保等优点，不仅能够解决传统酸浸法回收有价金属过程中氮氧化物、氯化物等有毒气体产生的问题而且还可以解决传统酸浸法浸出率低、设备耐腐蚀性要求高、设备投资大等缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种从锂离子电池正极材料中回收钴的方法，包括以下步骤：

a)将钴酸锂与还原剂混合得到钴酸锂混合物；

b)共晶溶剂作为浸出剂加入到所述钴酸锂混合物中，在搅拌的条件下与含有还原剂的钴酸锂反应；

c)反应结束后过滤，固液分离得到浸出液；

d)向所述浸出液中加入LIX984萃取液，定向萃取铜，得到萃余液和含铜有机物；

e)向所述萃余液中加入萃钴萃取剂萃钴，得到含钴有机物和含锂、铝萃余液；

f)向所述含锂、铝萃余液中加入萃铝萃取剂萃铝，得到含铝有机物和含锂萃余液；

g)所述含锂萃余液通过添加沉淀剂回收金属锂；

h)所述含铜有机物、所述含钴有机物分别通过草酸溶液反萃沉淀，得到草酸铜和草酸钴固体沉淀。

优选的，所述还原剂为铝粉与铜粉的混合物，所述铝粉与所述钴酸锂的质量比为0-12％，所述铜粉与所述钴酸锂的质量比为0-24％。

优选的，所述共晶溶剂为氯化胆碱-柠檬酸、氯化胆碱-乙二醇、氯化胆碱-丙二酸、氯化胆碱-马来酸、氯化胆碱-草酸中的一种或多种混合物的组成。

优选的，所述钴酸锂混合物与所述共晶溶剂的体积比为10-100。

优选的，步骤b)中，浸出温度为20-80℃，搅拌速率为50-1000rpm，浸出时间为1.0-24h。