[发明专利]一种废旧电池正极材料资源化的处理方法

权利要求书

1.一种废旧电池正极材料资源化的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：

S1，将废旧电池正极材料粉末与含硫还原剂进行球磨混合，然后硫酸化焙烧，得到焙烧产物；

S2，将步骤S1得到的所述焙烧产物进行水浸，然后过滤分离得到富锂浸出液和过渡金属氧化物渣相；

S3，对步骤S2所述富锂浸出液进行除杂净化处理，再加入碳酸铵和氨水进行沉锂反应，分离得到Li₂CO₃和沉锂后液，将所述沉锂后液进行蒸发结晶，得到硫酸铵产物和含锂残液；

S4，对步骤S2所述过渡金属氧化物渣相进行酸浸，得到含有Mn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺的浸出液以及主要成分为铁的浸出残渣，向所述浸出液中加入锰盐、镍盐、钴盐中的至少一种，在惰性气氛保护下加入碱溶液进行共沉淀反应，经分离干燥后得到镍钴锰三元前驱体材料；

S5，将步骤S4所述镍钴锰三元前驱体材料与步骤S3得到的Li₂CO₃混合后研磨、煅烧得到NCM523；

S6，在步骤S4得到的主要成分为铁的浸出残渣中加入锂源后煅烧得到LiFePO₄。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤S1中所述废旧电池正极材料是LiMnO₂，LiNiO₂，LiCoO₂、LNCM、LNCA和LiFePO₄中的至少一种；步骤S1中所述含硫还原剂为硫磺、亚硫酸盐和硫化物中的至少一种；且所述含硫还原剂中硫与所述废旧电池正极材料中锂的摩尔比为(0.5-2)：1。

3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，步骤S1中所述硫酸化焙烧的焙烧温度为600℃-700℃,所述硫酸化焙烧的焙烧时间为60min-120min。

4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤S2中对所述焙烧产物进行水浸所采用的水为超纯水、纯水或者去离子水，液固比为3-8mL/g，水浸温度为40℃-60℃，水浸时间为15min-30min。

5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤S3中所述除杂净化处理采用化学沉淀法或者树脂吸附法，所述沉锂反应的温度为40℃-60℃。

6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，步骤S3中蒸发结晶后的所述含锂残液可在步骤S2中的水浸阶段循环使用，蒸发结晶后得到的硫酸铵产物可在步骤S1中的硫酸化焙烧阶段循环使用。

7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤S4中对所述过渡金属氧化物渣相进行酸浸时，用硫酸或者盐酸作为浸出酸，用过氧化氢、硫代硫酸钠、抗坏血酸或者蔗糖作为还原剂；所述酸浸的温度为20℃-80℃、时间为10min-80min，所述酸浸的液固比为5-60mL/g，所述浸出酸浓度为0.5-2.5mol/L，所述还原剂浓度为1％-10％。

8.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，步骤S4中向所述浸出液中加入锰盐、镍盐和钴盐时，调节金属离子比例为Ni:Co:Mn＝5:2:3。

9.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤S5中得到NCM523的煅烧温度为500℃-1000℃。

10.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤S6中，在主要成分为铁的浸出残渣中加入锂源时，控制铁、锂比例为1:1，得到LiFePO₄的煅烧温度为500℃-1000℃。