[发明专利]一种提高废旧三元材料浸出效率的处理方法

说明书

本发明公开了一种提高废旧三元材料浸出效率的处理方法，包括以下步骤：(1)将废旧三元正极材料和废旧石墨材料混合均匀，在马弗炉中进行热处理，得到焙烧产物；(2)将步骤(1)中得到的焙烧产物进行研磨，再进行酸浸处理，即得到镍、钴、锰、锂的浸出液。本发明的提高废旧三元材料浸出效率的处理方法通过碳热还原反应，将废旧锂离子电池正极材料还原为简单的金属氧化物，降低浸出药剂用量和浸出温度，对环境影响小，降低酸性废水处理难度。

技术领域

本发明属于废旧电池回收领域，尤其涉及一种废旧三元材料的回收方法。

背景技术

锂离子电池具有体积小、能量转换率高、循环寿命长、安全性高、环境友好等特征被广泛应用于便携式设备、储能、电动汽车以及航天领域。随着市场需求和政策的推动，我国新能源汽车产业快速发展。受锂离子电池使用寿命的限制(3-5年)，将产生大量的废旧锂离子电池。废旧锂离子电池中含有丰富的金属元素，如镍、锰、钴、锂、铜和铝等，亟待被回收利用。此外，废旧锂离子电池中含有残余的有机物(电解液、粘结剂等)，会造成环境污染。因此，从资源和环境的角度出发，回收废旧锂离子电池意义重大。

火法冶金和湿法冶金是回收废旧锂离子电池常用的方法。火法冶金的优点在于处理量大、对不同原料的适应性强、流程短，但在高温处理过程中会产生烟气，造成大气污染，且锂、铝、锰等金属易进入渣相难以回收，降低金属回收率。相比于火法冶金，湿法冶金具有金属回收率高、有害气体排放量少等优势。但在湿法冶金处理过程中使用了大量的酸性试剂，增加了处理酸性废水的难度和成本。因此，在保证金属回收率高的前提下，同时降低试剂用量，亟需开发更高效的湿法回收工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种提高废旧三元材料浸出效率的处理方法，该处理方法在保证金属回收率高的前提下，可同时降低浸出试剂用量和浸出温度。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种提高废旧三元材料浸出效率的处理方法，包括以下步骤：

(1)将废旧三元正极材料和废旧石墨材料混合均匀，在马弗炉中进行热处理，得到焙烧产物；

(2)将步骤(1)中得到的焙烧产物进行研磨，再进行酸浸处理，即得到镍、钴、锰、锂的浸出液。

上述处理方法中，优选的，所述废旧三元正极材料的化学式为LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂，其中，0x1，0y1，01-x-y。

上述处理方法中，优选的，废旧三元正极材料和废旧石墨材料的摩尔比为1：(1-2)。

上述处理方法中，优选的，所述热处理的温度为500-700℃，热处理的时间为3-5h。

上述处理方法中，优选的，所述酸浸处理时，浸出剂为浓度为0.5-3mol/L的硫酸溶液。

上述处理方法中，优选的，所述酸浸处理时还加入有还原剂，所述还原剂为浓度为0.5-1.5mol/L的过氧化氢溶液。

上述处理方法中，优选的，所述酸浸处理时，处理时间为30-120min，液固比为4-12ml/g，处理温度为50-80℃，采用磁力搅拌，转速控制为100-400转/分钟。

本发明的废旧三元正极材料和废旧石墨材料可采用行业内常规方法获得，例如，采用现有常规的拆解、破碎、剥离、筛分等方法获得正极、负极材料粉。

本发明的处理方法中，镍、锂的浸出率大于等于99％，钴、锰的浸出率大于等于95％。