[发明专利]一种联合浸出剂及其在正极浸出中的应用

说明书

本发明属于废旧电池正极材料回收领域，具体涉及一种联合浸出剂，其包含乙二胺与柠檬酸铵。本发明还提供所述的联合浸出剂用于正极材料的浸出方法。本发明中，得益于所述的联合浸出剂成分的联合控制，能够意外地实现协同，能够显著改善正极材料金属元素的浸出率，改善浸出效率。

技术领域

本发明属于锂电池回收技术领域，特别是涉及一种废旧锂离子电池正极材料元素回收领域。

背景技术

随着人们对环境、能源、资源协调发展的日益重视，锂离子电池在各个领域如雨后春笋般涌现，发挥着不可替代的作用。正是锂离子电池的生产量大幅扩大，废锂离子电池的数量也日益增加，这也给环境保护和资源回收带来了巨大挑战。虽然科研工作者已经做了大量的回收工作，但要进一步完善废旧锂离子电池的回收工艺，解决资源与环境的矛盾，还有很长的路要走。如何利用好巨大的废旧锂离子电池资源库，仍旧是当今锂电领域一个热点话题。相对于废旧锂离子电池负极材料，富集有价金属镍钴锰锂等的正极材料具有更高的利用价值。如今对于废旧锂离子电池正极材料的回收主要有湿法冶金、火法冶金、火法-湿法联合三种处理工艺。湿法冶金相对来说流程较长，带来的环境污染更大，资源的回收效率较低；火法冶金需要消耗更大的能源，也产生很多污染性的物质，同时高温带来了很多安全隐患。联合工艺是一种集火法和湿法优点的良好工艺。

优先提锂就是一种火法-湿法联合的工艺。进行火法处理时，常采用还原性气体，如氢气、甲烷、乙炔，来完成还原焙烧过程，将高价过渡金属还原成低价。此外，碳还原也是常见的焙烧工艺，例如采用褐煤、沥青等。硫酸化焙烧和氯化焙烧也慢慢发展起来。但是这些工艺一方面成本太大，另一方面产生很多污染气体，不能兼顾经济和环保两方面。

随后水浸提锂的工艺已经十分成熟，而对于渣的处理主要有酸浸，其酸浸效率很高，但是酸带来的严重的环境问题是限制它进一步发展的重要原因。

发明内容

针对传统工艺的不足，本发明第一目的在于，提供一种联合浸出剂，旨在利用联合浸出剂成分的协同性，改善目标成分的浸出率。

本发明第二目的在于，提供利用所述的联合浸出剂进行正极材料浸出的应用方法。

本发明第三目的在于，提供一种废旧锂离子正极材料的浸出方法，旨在预提锂后再进行其他正极元素全浸出，改善锂和其他正极元素的浸出率和分离效果。

一种联合浸出剂，包含乙二胺与柠檬酸铵。

本发明研究表明，乙二胺与柠檬酸铵联合可以实现协同，能够显著改善正极金属的浸出率。

本发明所述的联合浸出剂，其由乙二胺与柠檬酸铵组成；

优选地，乙二胺与柠檬酸铵的摩尔比为2～5:1～3。

本发明还提供了一种所述的联合浸出剂的应用，将其作为浸出剂，用于浸出正极材料中的金属元素。

本发明优选的应用，将待浸出的正极材料置于包含所述联合浸出剂的浸出溶液中，进行浸出处理，获得正极金属元素的正极浸出液。

优选地，所述的待浸出的正极材料中含有铁、镍、钴、锰中的至少一种过渡金属元素；通过所述的浸出处理，获得含有所述过渡金属元素的正极浸出液；

优选地，所述的待浸出的正极材料中，含有所述过渡金属元素的单质、氧化物、磷酸盐中的至少一种。

本发明所述的应用，所述的待浸出的正极材料为废旧电池回收的正极材料；

优选地，所述的回收的正极材料中，包含正极活性材料，还允许包含导电剂、粘结剂、电解液中的至少一种；

优选地，所述的待浸出的正极材料，允许包含锂或者不含锂，优选为预提锂后的正极材料。

本发明中，在所述的联合浸出剂协同下，进一步控制联合浸出剂的比例和浓度，有助于进一步改善协同效果，进一步提升浸出的浸出率。