本發(fā)明涉及鋰電池回收領(lǐng)域，尤其涉及一種優(yōu)化廢舊鋰電池中鈷的回收方法。

背景技術(shù)：

1、licoo2在鋰電池市場(chǎng)占據(jù)大部分，隨新能源行業(yè)不斷發(fā)展，退役的鋰電池正極材料電池如何進(jìn)行回收利用成為迫在眉睫的問(wèn)題。鈷作為稀有元素，具備潛在回收價(jià)值，按照回收結(jié)果分為兩類，回收“元素”和回收“材料”。廢舊鈷酸鋰正極材料回收的主要工藝路線有三種，濕法冶金工藝、火法冶金提取金屬元素工藝和直接再生正極材料工藝。濕法冶金處理的是將正極材料中有價(jià)金屬浸出并在溶液中呈離子形態(tài)，然后進(jìn)行金屬離子分離，生成金屬鹽活其他產(chǎn)品，因此有價(jià)金屬?gòu)膹U舊正極中浸出的浸出效果十分重要。

2、濕法冶金工藝對(duì)廢舊鋰電池進(jìn)行拆解破碎分離為金屬和粉料，將粉料經(jīng)過(guò)煅燒、堿浸、過(guò)濾得到濾泥，再將濾泥酸浸得到浸出液，最后將浸出液進(jìn)行萃取、回收得到相應(yīng)的有價(jià)金屬。

3、鈷的回收普遍采用鹽酸和過(guò)氧化氫混合體系來(lái)浸出廢舊鋰離子電池中的金屬鈷，無(wú)機(jī)酸和過(guò)氧化氫浸出雖具有優(yōu)良的浸出性能，但目前存在有兩個(gè)問(wèn)題，一個(gè)是副反應(yīng)產(chǎn)品較多且有害，例如產(chǎn)生cl2、nox，廢酸液等處理成本高，另一個(gè)是過(guò)氧化氫極易分解，實(shí)際生產(chǎn)安全隱患大，循環(huán)使用效率低，產(chǎn)生二次環(huán)境污染問(wèn)題，需要針對(duì)這些有害氣體和廢液進(jìn)一步處置或開發(fā)更加環(huán)保的方式進(jìn)行回收。

4、同時(shí)，采用鹽酸-過(guò)氧化氫體系易腐蝕設(shè)備，加大生產(chǎn)成本。并且廢舊鋰電池中的成分復(fù)雜，一般由外殼、內(nèi)部電芯，外殼通常為不銹鋼、鍍鎳金屬或塑料，電芯由正極、負(fù)極、隔離膜和電解液組成。所回收正極材料一般由90％左右鈷酸鋰活性物質(zhì)，乙炔黑導(dǎo)電劑和有機(jī)粘合劑。廢舊鋰電池含co、ni、li、al、fe、mn、zn、ca等多種元素，因此需要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需求設(shè)計(jì)廢舊鋰電池中鈷的回收方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種鈷離子浸出率更好、有害副產(chǎn)品更少和循環(huán)使用效率更高的廢舊鋰電池中鈷的浸出方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種優(yōu)化廢舊鋰電池中鈷的浸出方法，包括步驟：

3、s1、將回收的廢舊鋰電池進(jìn)行放電，放電后烘干冷卻并破碎拆解得到第一混合物；

4、s2、對(duì)第一混合物進(jìn)行堿浸得到堿浸渣；

5、s3、通過(guò)硫酸和葡萄糖對(duì)堿浸渣進(jìn)行反應(yīng)，過(guò)濾得到第一濾液；

6、s4、調(diào)節(jié)第一濾液的ph進(jìn)行除雜得到第二濾液；

7、s5、對(duì)第二濾液進(jìn)行沉鈷處理。

8、進(jìn)一步地，步驟s2中堿浸至溶液為淡黃色。

9、進(jìn)一步地，步驟s2中堿浸時(shí)間為25-40min。

10、進(jìn)一步地，步驟s2中堿浸為采用氫氧化鈉或氫氧化鉀作為堿液。

11、進(jìn)一步地，步驟s3中的硫酸與堿浸渣的固液比為1g：50-250ml。

12、進(jìn)一步地，步驟s3中硫酸與葡萄糖的比例為150-300ml：1-10g，葡萄糖加量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致第一濾液中鈷離子的浸出率降低，使得廢舊鋰電池中鈷的回收效率大大降低。

13、進(jìn)一步地，步驟s3中硫酸的濃度為1-4mol/l，硫酸隨著硫酸濃度的提高，第一濾液中鈷離子的含量逐漸趨于穩(wěn)定，繼續(xù)提高硫酸濃度會(huì)造成浪費(fèi)。

14、進(jìn)一步地，步驟s4中第二濾液的ph為4-6。

15、進(jìn)一步地，步驟s4中的沉鈷處理為通過(guò)在第二濾液中加入草酸銨飽和溶液進(jìn)行沉鈷。

16、在本發(fā)明中先對(duì)回收的廢舊鋰電池進(jìn)行放電處理，放電后烘干冷卻至室溫并破碎拆解得到第一混合物。對(duì)于廢舊電池的拆解放電方法并不限于本發(fā)明實(shí)施例中的方法，其他對(duì)于廢舊鋰電池的放電拆解方法均可以適用。

17、第一混合物采用naoh或koh溶液溶解，使得第一混合物中的鋁箔以naalo2的形式進(jìn)入溶液中，而其余導(dǎo)電劑及粘結(jié)劑為固體堿浸渣。通過(guò)硫酸-葡萄糖體系對(duì)堿浸渣進(jìn)行處理，將廢舊鋰電池中的licoo2的層狀結(jié)構(gòu)破壞，使得licoo2轉(zhuǎn)變?yōu)閏o2+,過(guò)濾并調(diào)節(jié)第一濾液的ph值，使fe2+、ca2+、mn2+和少量al3+等雜質(zhì)產(chǎn)生沉淀，而co2+不沉淀。ph?5可保證雜質(zhì)離子沉淀，鈷很少部分沉淀，鈷損在2％左右，高于ph6或低于ph5均會(huì)導(dǎo)致鈷和雜質(zhì)元素?zé)o法分離。

18、相比于鹽酸-雙氧水對(duì)堿浸渣過(guò)程中產(chǎn)生有害的cl2，并使得處理體系中的鹽酸成分損失，因此該體系無(wú)法循環(huán)使用。而本發(fā)明中采用硫酸-葡萄糖體系對(duì)堿浸渣進(jìn)行處理有利于廢舊鋰電池中鈷的浸出和沉淀分離，副產(chǎn)物少、主成分幾乎不會(huì)流失，具有良好的循環(huán)使用效果。同時(shí)，采用硫酸-葡萄糖體系對(duì)堿浸渣進(jìn)行處理，鈷浸出的效果更好，也避免反應(yīng)過(guò)程中有害氣體生成。

技術(shù)特征：

1.一種優(yōu)化廢舊鋰電池中鈷的回收方法，其特征在于，包括步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化廢舊鋰電池中鈷的回收方法，其特征在于，所述步驟s2中堿浸至溶液為淡黃色。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化廢舊鋰電池中鈷的回收方法，其特征在于，所述步驟s2中堿浸時(shí)間為25-40min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化廢舊鋰電池中鈷的回收方法，其特征在于，所述步驟s2中堿浸為采用氫氧化鈉或氫氧化鉀作為堿液。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化廢舊鋰電池中鈷的回收方法，其特征在于，所述步驟s3中的硫酸與堿浸渣的固液比為50-250ml：1g。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化廢舊鋰電池中鈷的回收方法，其特征在于，所述步驟s3中硫酸與葡萄糖的比例為150-300ml：1-10g。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化廢舊鋰電池中鈷的回收方法，其特征在于，所述步驟s3中硫酸的濃度為1-4mol/l。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化廢舊鋰電池中鈷的回收方法，其特征在于，所述步驟s4中第二濾液的ph為4-6。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化廢舊鋰電池中鈷的回收方法，其特征在于，所述步驟s5中的沉鈷處理為通過(guò)在第二濾液中加入草酸銨飽和溶液進(jìn)行沉鈷。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種優(yōu)化廢舊鋰電池中鈷的浸出方法。包括S1、將回收的廢舊鋰電池進(jìn)行放電，放電后烘干冷卻并破碎拆解得到第一混合物；S2、對(duì)第一混合物進(jìn)行堿浸得到堿浸渣；S3、通過(guò)硫酸和還原劑對(duì)堿浸渣進(jìn)行反應(yīng)，過(guò)濾得到第一濾液；S4、調(diào)節(jié)第一濾液的pH進(jìn)行除雜得到第二濾液；S5、對(duì)第二濾液進(jìn)行沉鈷處理。本發(fā)明中采用硫酸?還原劑進(jìn)行沉鈷，副產(chǎn)物少、主成分幾乎不會(huì)流失，具有良好的循環(huán)使用效果。同時(shí)，采用硫酸?還原劑混合浸出體系進(jìn)行酸浸，鈷浸效果更好，避免反應(yīng)過(guò)程中有害氣體生成。

技術(shù)研發(fā)人員：齊寧,潘紹華,黃建華,王海軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廈門鎢業(yè)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28