專利名稱：一種從廢舊電池中回收鋰金屬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從廢舊電池中回收鋰金屬的方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池的應(yīng)用目前已經(jīng)非常廣泛。1987年加拿大一家公司研制成功了第一種商品化鋰二次電池，1990年日本一家公司開發(fā)出了鋰離子電池，鋰離子電池具有比能量高、功率密度高、循環(huán)壽命長、自放電小、性價比高等特點(diǎn)，是目前便攜式點(diǎn)子產(chǎn)品的可再充式電源的主要選擇。不僅僅應(yīng)用在移動電話、筆記本電腦、攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等小型移動電子產(chǎn)品領(lǐng)域，而且目前在電動汽車甚至是航天、軍事等領(lǐng)域都得到了及其廣泛的應(yīng)用。鋰離子電池的產(chǎn)量、銷量目前都逐年上升，2000年全世界的產(chǎn)量達(dá)到了 5億只。另外，特別是隨著這幾年來新能源汽車逐漸得到重視、推廣并已成為替代傳統(tǒng)汽車的必然趨勢，作為新能源汽車“心臟”的動力鋰電池的產(chǎn)量也已進(jìn)入迅速增長期。預(yù)計(jì)到 2012年，新能源汽車的年產(chǎn)量將達(dá)到100萬輛，將帶動5. 2萬噸鋰電池正極材料的需求。盡管鋰離子電池被視為綠色電源，但是其使用了有毒和易燃的有機(jī)電解質(zhì)，如各種鋰的化合物等，若僅僅是采用簡單的掩埋的方法處理，必將對環(huán)境造成危害。同時，廢舊鋰離子電池中含有大量有價值的金屬，對其中含有的金屬進(jìn)行回收處理就可以實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)再利用。我國是鋰離子電池最大的生產(chǎn)、消費(fèi)和出口國，其產(chǎn)量在2004年和2005年分別超過6億只和7. 5億只。鋰離子電池的平均壽命在500-1000次左右，使用時間為三年左右， 因此大量生產(chǎn)和消費(fèi)的鋰離子電池，必然要考慮廢舊鋰離子電池如何處理的問題以及廢舊后的鋰離子回收問題。國內(nèi)外對離子電池的處理提出了許多處理方法，常用物理或者化學(xué)方法進(jìn)行預(yù)處理，然后用火法冶金或濕法冶金的方法回收。分離或者富集的方法較多，如將廢舊鋰離子電池經(jīng)放電處理后，再經(jīng)過焙燒、破碎、磁選。分級等工序，得到相關(guān)的富集物，作為進(jìn)一步處理的原料，采用特定的化學(xué)試劑分布浸出不同的成分，獲得相關(guān)的金屬。但是在這些方法中，工藝復(fù)雜，流程長，操作繁瑣。而直接采用火法冶金高溫熔煉廢舊鋰離子電池時，設(shè)備要求高，金屬的回收率低，產(chǎn)品成分復(fù)雜，質(zhì)量不高，需進(jìn)一步處理，特別是一些方法，需要將鋰離子電池中的不同成分材料預(yù)先分離，其所使用的處理設(shè)備多，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本申請所要解決的技術(shù)問題本發(fā)明基于上述背景技術(shù)中存在的問題，提出一種從廢舊鋰電池中回收鋰金屬的方法，該方法簡單、實(shí)用，并且可以獲得較高純度的鋰金屬。本申請為解決上述技術(shù)問題提出的技術(shù)方案本發(fā)明提供了一種廢舊材料中鋰金屬回收再利用的方法，具體包括以下步驟(1)放電將廢舊鋰電池放入6. 3-7. 5%的氯化鈉溶液中，浸泡2. 5小時；
(2)預(yù)處理取出步驟(1)中浸泡后的廢舊鋰電池，烘干，加熱至310-420攝氏度， 保溫2. 5-3. 5小時，繼續(xù)加熱至650-750°C，保溫5-7小時，取出冷卻；(3)堿浸將上述經(jīng)冷卻后的含有鈷酸鋰的鋰電池正極材料按固液比為1 3.5 加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)PH值為13. 5，在75°C攪拌1. 5小時；(4)焙燒將堿浸后得到的溶液過濾，得到的含鈷酸鋰的固體物質(zhì)按重量比為 1 1.3加入硫酸鹽，在650°C下焙燒4. 5小時，冷卻;(5)水洗按固液比為1 4. 3加入自來水洗滌，在73°C下攪拌3. 5小時，過濾，得到含有鋰離子的濾液及濾渣；(6)回收將含有鋰離子的濾液經(jīng)沉淀除雜和濃縮結(jié)晶后回收鋰，水洗后的濾渣進(jìn)入步驟(3)中繼續(xù)循環(huán)。本申請所取得的有益效果為首先，本方法合理的回收利用了廢舊材料中特別是廢舊鋰電池中的鋰金屬，從而實(shí)現(xiàn)了這種有限資源的循環(huán)再利用。其次，提供了鋰金屬的回收利用率，同時也提高了相應(yīng)的純度。最后，作為一種簡單易行的方法，易于實(shí)施，成本低。
具體實(shí)施例方式以下將對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的描述，但是應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，所作出的改動雖然不在本具體實(shí)施方式
中，但是也包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。實(shí)施方式一一種廢舊電池中鋰金屬回 收再利用的方法，具體包括以下步驟(1)放電將廢舊鋰電池放入6. 5%的氯化鈉溶液中，浸泡2. 5小時；(2)預(yù)處理取出步驟(1)中浸泡后的廢舊鋰電池，烘干，加熱至350攝氏度，保溫 2. 5小時，繼續(xù)加熱至650°C，保溫5. 5小時，取出冷卻；(3)堿浸將上述經(jīng)冷卻后的含有鈷酸鋰的鋰電池正極材料按固液比為1 3.5 加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)PH值為13. 5，在75°C攪拌1. 5小時；(4)焙燒將堿浸后得到的溶液過濾，得到的含鈷酸鋰的固體物質(zhì)按重量比為 1:1.3加入硫酸鎂，在650°C下焙燒4. 5小時，冷卻；(5)水洗按固液比為1 4. 3加入自來水洗滌，在73°C下攪拌3. 5小時，過濾，得到含有鋰離子的濾液及濾渣；(6)回收將含有鋰離子的濾液經(jīng)沉淀除雜和濃縮結(jié)晶后回收鋰，水洗后的濾渣進(jìn)入步驟(3)中繼續(xù)循環(huán)。實(shí)施方式二一種廢舊材料中鋰金屬回收再利用的方法，具體包括以下步驟(1)放電將廢舊鋰電池放入7%的氯化鈉溶液中，浸泡2. 5小時；(2)預(yù)處理取出步驟⑴中浸泡后的廢舊鋰電池，烘干，加熱至400攝氏度，保溫 3小時，繼續(xù)加熱至700°C，保溫7小時，取出冷卻；(3)堿浸將上述經(jīng)冷卻后的含有鈷酸鋰的鋰電池正極材料按固液比為1 3.5加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH值為13. 5，在75°C攪拌1. 5小時；(4)焙燒將堿浸后得到的溶液過濾，得到的含鈷酸鋰的固體物質(zhì)按重量比為 1:1.3加入硫酸鈣，在650°C下焙燒4. 5小時，冷卻；(5)水洗按固液比為1 4. 3加入自來水洗滌，在73°C下攪拌3. 5小時，過濾，得到含有鋰離子的濾液及濾渣；
(6)回收將含有鋰離子的濾液經(jīng)沉淀除雜和濃縮結(jié)晶后回收鋰，水洗后的濾渣進(jìn)入步驟(3)中繼續(xù)循環(huán)。與硫酸鹽焙燒后，電池中的鋰轉(zhuǎn)化成可溶于水的硫酸鹽，而其他的一些雜質(zhì)，如鈷和銅等的化合物基本都難溶于水，從而實(shí)現(xiàn)了鋰的提取。在水洗的過程中，鋰離子的洗出率較高，甚至可以達(dá)到90%以上。
權(quán)利要求
1. 一種鋰金屬的回收再利用方法，其特征在于，包括以下步驟(1)放電將廢舊鋰電池放入6.3-7. 5%的氯化鈉溶液中，浸泡2. 5小時；(2)預(yù)處理取出步驟(1)中浸泡后的廢舊鋰電池，烘干，加熱至310-420°C，保溫 2. 5-3. 5小時，繼續(xù)加熱至650-750°C，保溫5-7小時，取出冷卻；(3)堿浸將上述經(jīng)冷卻后的含有鈷酸鋰的鋰電池正極材料按固液比為1 3. 5加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)PH值為13. 5，在75°C攪拌1. 5小時；(4)焙燒將堿浸后得到的溶液過濾，得到的含鈷酸鋰的固體物質(zhì)按重量比為1 1.3 加入硫酸鹽，在650°C下焙燒4. 5小時，冷卻；(5)水洗按固液比為1 4.3加入自來水洗滌，在73°C下攪拌3.5小時，過濾，得到含有鋰離子的濾液及濾渣；(6)回收將含有鋰離子的濾液經(jīng)沉淀除雜和濃縮結(jié)晶后回收鋰，水洗后的濾渣進(jìn)入步驟(3)中繼續(xù)循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種廢舊電池中的鋰金屬的回收再利用方法，包括放電、預(yù)處理、堿浸、焙燒、水洗、回收一系列的步驟，先將廢舊電池經(jīng)過放電并進(jìn)行加熱預(yù)處理，然后與氫氧化鈉在75℃的環(huán)境中攪拌1.5小時，經(jīng)過與硫酸鹽的焙燒，通過水洗獲得含有鋰離子和濾液以及濾渣，將含有鋰離子的濾液經(jīng)沉淀除雜和濃縮結(jié)晶后回收鋰，水洗后的濾渣繼續(xù)循環(huán)使用。與硫酸鹽焙燒后，電池中的鋰轉(zhuǎn)化成可溶于水的硫酸鹽，而其他的一些雜質(zhì)，如鈷和銅等的化合物基本都難溶于水，從而實(shí)現(xiàn)了鋰的提取。在水洗的過程中，鋰離子的洗出率較高，甚至可以達(dá)到90％以上。
文檔編號C22B7/00GK102199705SQ20111011617
公開日2011年9月28日 申請日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者孫玉壯, 孟志強(qiáng), 歐陽賽蘭, 趙存良 申請人:河北工程大學(xué)