[发明专利]从废旧三元锂电池中分离回收镍钴锰锂的方法

说明书

本发明公开了一种从废旧三元锂电池镍钴锰锂分离回收的方法，该方法包括以下步骤：向废旧的三元锂电池正极粉末中加入硫酸和还原剂浸出；对浸出液中的杂质金属离子进行去除得到除杂后液；用丁二酮肟络合沉淀除杂后液中的镍，分离得到除镍后液；用P204萃取除镍后液中的锰，得到负载有机相1和萃余液1，负载有机相1用稀硫酸进行洗涤反萃得到硫酸锰溶液，加入高锰酸钾沉淀生成二氧化锰；萃余液1用C272进行萃取，得到负载有机相2和萃余液2，稀硫酸对负载有机相2进行洗涤反萃得到硫酸钴溶液，加入草酸，沉淀生成草酸钴，萃余液2加入碳酸钠，沉淀生成碳酸锂。所述方法不仅分离效率高，最终产品的纯度高，且没有污染性物质的产生。

技术领域

本发明涉及废旧锂电池回收技术领域，尤其涉及一种从废旧三元锂电池中分离回收镍钴锰锂的方法。

背景技术

三元锂电池凭借着寿命长，自放电低和高比容量，如今成为了新能源汽车行业最有吸引力的正极材料，2018年，79.22%的乘用车是搭载的三元锂离子电池，占据了乘用车电池原料的绝大部分。随着《节能与新能源汽车产业发展规划》、《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》相关政策的颁布，在未来这个数据还将保持快速增长，并随着第一批新能源电动汽车的淘汰以及新旧电池的更换，未来废旧三元锂离子电池在市场上的比例会逐年提高。因此，对三元锂离子电池的回收显得尤为重要。

锂电池的回收一般涉及以下几个方面：锂离子电池的预处理；锂离子电池电极材料与集流体的分离；正极活性材料中有价金属的回收。

主要采用的方法为火法和湿法，火法需要大量的能量，排放出大量的有害气体，会造成严重的环境污染，湿法具有反应条件温和、环境友好和回收效率高等优势而被广泛应用。湿法回收一般是将废旧锂电池电极材料中的金属浸出到溶液中，然后采用化学沉淀法、离子交换法、电化学沉积法、溶剂萃取法等方法进行分离回收。

沉淀法分离多种金属，流程比较复杂，且每一步沉淀对于杂质的控制要求也相对较高；离子交换法是一种新兴的处理重金属废水的方法，对于金属离子有极好的选择性，但是只能适用于少量金属离子的分离提纯，并且成本较高，难以进行大规模的市场投入；电化学沉积法得到的产物纯度较高，没有什么杂质，但是相应的能耗也较高；与其他三种方法相比，溶剂萃取法具有操作方便、能耗低、分离效果好的优点，关键在于选择合适的萃取剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种适用范围广，分离效率好，回收得到的产品纯度高，同时萃取剂可以循环使用，对环境十分友好的从废旧三元锂电池中分离回收镍钴锰锂的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种从废旧三元锂电池中分离回收镍钴锰锂的方法，包括以下步骤：

（1）向废旧三元锂电池正极粉末中加入硫酸和还原剂，进行正极粉末中有价金属的浸出，过滤得到浸出液；

（2）向（1）浸出液中加入碱，调整溶液的pH，进行第一次沉淀分离，得到沉淀物质1和滤液1，然后往滤液1中加入硫化盐，进行二次沉淀分离，得到沉淀物质2和滤液2；

（3）对（2）中滤液2采用丁二酮肟进行络合沉淀镍，通过调节（2）中滤液2的pH、丁二酮肟和镍的的摩尔比实现最佳除杂效率，过滤得到除镍后液；

（4）用P204萃取（3）除镍后液中的锰，分离锰、钴锂，得到负载锰的有机相1和萃余液1，采用稀硫酸对负载有机相1进行洗涤反萃得到硫酸锰溶液，加入高锰酸钾沉淀生成二氧化锰；萃余液1用C272萃取钴，分离钴锂，得到负载有机相2和萃余液2，稀硫酸对负载有机相2进行洗涤反萃得到硫酸钴溶液，向其中加入草酸，沉淀生成草酸钴，萃余液2加入碳酸钠，沉淀生成碳酸锂。

优选地，步骤（1）中，所述浸出温度为50℃-80℃，浸出时间为60-100min。

优选地，步骤（1）中，所述硫酸浓度为1mol/L-3mol/L，硫酸与固体粉末比例为10ml/g-25ml/g。