一種從廢舊鋰電池中回收鋰的方法與流程
2023-05-26 13:50:11
本發明涉及廢舊電池回收領域，特別涉及一種從廢舊鋰電池中回收鋰的方法。
背景技術：
：目前廢舊鋰電池的主要回收方法溼法回收，即採用機械方法得到正極粉料，然後用酸將正極粉料溶解，然後採用化學沉澱法、鹽析法、離子交換法、溶劑萃取法、電化學法等回收其中的有價金屬。但溼法過程有些工藝無法對其中的鋰進行回收，直接導致鋰的損失。現有技術中回收鋰的工藝多採用氟鹽沉澱或碳酸鹽沉澱的方法，其中氟鹽沉澱的回收率在60％左右，處理成本高，而碳酸鹽沉澱的回收率只有50％左右，且面臨諸多工藝問題。隨著鋰電行業的飛速發展，廢舊鋰電池的產生量越來越大，而且隨著鋰價格的進一步攀升，如何在回收鎳鈷錳的同時經濟高效的回收其中的金屬鋰，是一個亟待解決的難題。技術實現要素：本發明的目的在於針對上述現有技術中鋰回收率低的不足，提供一種從廢舊鋰電池中回收鋰的方法。本發明所採取的技術方案是：一種從廢舊鋰電池中回收鋰的方法，其包括如下工藝步驟：將廢舊鋰電池正極粉料與硫化劑混合煅燒後進行固液分離出含鋰水溶液。具體地，該方法包括如下工藝步驟：1)將廢舊鋰電池拆解得到的正極片或電池製造過程中產生的正極片邊角料、廢料進行熱處理去除粘結劑，再經過物理破碎、篩分，得到所述廢舊鋰電池正極粉料；2)將廢舊鋰電池正極粉料與一定量硫化劑混合後在一定條件下進行硫化煅燒，使廢舊鋰電池正極粉料中的鎳鈷錳元素硫化，得到金屬硫化物和鋰化合物；3)將煅燒後的物料加水攪拌，使鋰化合物與水反應溶於水中，而金屬硫化物則留在固體中，經固液分離分離後得到含鋰水溶液和含金屬硫化物的濾渣。作為上述方案的進一步改進，所述硫化劑選自單質硫、硫化鈉、硫氫化鈉、硫化亞鐵和黃鐵礦中的至少一種。作為上述方案的進一步改進，所述煅燒過程在溫度為200～800℃的無氧條件下進行。作為上述方案的進一步改進，所述廢舊鋰電池正極粉料選自鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、鎳鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰中至少一種。作為上述方案的進一步改進，所述硫化劑的添加量為廢舊鋰電池正極粉料中鎳鈷錳摩爾量之後的1～3倍。本發明的有益效果是：本發明採用硫化煅燒的方法回收得到的含鋰水溶液，單次過濾得到的含鋰水溶液中鋰的濃度在15g/l以上，鋰的總回收率高達97.43％以上，同時鋰和鎳鈷錳的分離效果良好。本發明適用於廢舊電池的綜合回收，適合大規模生產，無環境汙染，具有可觀的經濟效益。附圖說明附圖1是本發明中廢舊鋰電池回收的工藝流程圖。具體實施方式下面結合實施例對本發明進行具體描述，以便於所屬
技術領域：
的人員對本發明的理解。有必要在此特別指出的是，實施例只是用於對本發明做進一步說明，不能理解為對本發明保護範圍的限制，所屬領域技術熟練人員，根據上述
發明內容對本發明作出的非本質性的改進和調整，應仍屬於本發明的保護範圍。同時下述所提及的原料未詳細說明的，均為市售產品；未詳細提及的工藝步驟或製備方法為均為本領域技術人員所知曉的工藝步驟或製備方法。實施例1一種從廢舊鋰電池中回收鋰的方法，其包括如下工藝步驟：1)將鈷酸鋰廢舊電池正極片或邊角料正極片進行熱處理去除粘結劑，再經過物理破碎、篩分工藝後得到廢舊鈷酸鋰粉料，其中主要金屬元素含量如下表1所示；2)取廢舊鈷酸鋰粉料100g，加入單質硫30g，混合均勻後置於500℃條件下進行無氧煅燒，得到金屬硫化物和鋰化合物；3)將煅燒後的物料冷卻，加入純水400ml攪拌均勻，使鋰化合物與水反應溶於水中，而金屬硫化物則留在固體中，待充分洗滌後過濾得到含金屬硫化物的濾渣和含鋰水溶液，將濾渣洗滌後烘乾，其工藝流程圖如附圖1所示，同時分別檢測濾渣和水溶液中鎳鈷錳和鋰的含量，結果如表1所示。表1實施例1金屬元素含量及產物檢測結果元素nicomnli鋰浸出率原料中含量0.12％56.31％0.19％6.53％-----無氧煅燒後料0.11％55.43％0.21％0.19％-----水溶液(415ml)0.001g/l0.001g/l0.001g/l15.33g/l97.43％實施例2一種從廢舊鋰電池中回收鋰的方法，其包括如下工藝步驟：1)將鎳鈷錳酸鋰廢舊電池(111型)正極片或邊角料正極片進行熱處理去除粘結劑，再經過物理破碎、篩分工藝後得到廢舊鎳鈷錳酸鋰粉料，其中主要金屬元素含量如下表2所示；2)取廢舊鎳鈷錳酸鋰粉料100g，加入硫化鈉100g，混合均勻後置於300℃條件下進行無氧煅燒，得到金屬硫化物和鋰化合物；3)將煅燒後的物料冷卻，加入純水300ml攪拌均勻，使鋰化合物與水反應溶於水中，而金屬硫化物則留在固體中，待充分洗滌後過濾得到含金屬硫化物的濾渣和含鋰水溶液，將濾渣洗滌後烘乾，其工藝流程圖如附圖1所示，同時分別檢測濾渣和水溶液中鎳鈷錳和鋰的含量，結果如表2所示。表2實施例2金屬元素含量及產物檢測結果元素nicomnli鋰浸出率原料中含量16.87％13.81％17.48％5.34％-----無氧煅燒後料15.73％13.97％16.86％0.26％-----水溶液(296ml)0.001g/l0.001g/l0.001g/l17.81g/l98.72％實施例3一種從廢舊鋰電池中回收鋰的方法，其包括如下工藝步驟：1)將鎳鈷錳酸鋰廢舊電池(高鎳型)正極片或邊角料正極片進行熱處理去除粘結劑，再經過物理破碎、篩分工藝後得到廢舊鎳鈷錳酸鋰粉料，其中主要金屬元素含量如下表3所示；2)取廢舊鎳鈷錳酸鋰粉料100g，加入黃鐵礦粉末120g，混合均勻後置於700℃條件下進行無氧煅燒，得到金屬硫化物和鋰化合物；3)將煅燒後的物料冷卻，加入純水250ml攪拌均勻，使鋰化合物與水反應溶於水中，而金屬硫化物則留在固體中，待充分洗滌後過濾得到含金屬硫化物的濾渣和含鋰水溶液，將濾渣洗滌後烘乾，其工藝流程圖如附圖1所示，同時分別檢測濾渣和水溶液中鎳鈷錳和鋰的含量，結果如表3所示。表3實施例3金屬元素含量及產物檢測結果元素nicomnli鋰浸出率原料中含量36.34％6.72％4.54％5.73％-----無氧煅燒後料35.78％6.69％5.17％0.12％-----水溶液(248ml)0.001g/l0.001g/l0.001g/l22.87g/l98.98％實施例4一種從廢舊鋰電池中回收鋰的方法，其包括如下工藝步驟：1)將鈷酸鋰/鎳鈷錳酸鋰廢舊電池(高鎳型)正極片或邊角料正極片進行熱處理去除粘結劑，再經過物理破碎、篩分工藝後得到廢舊鈷酸鋰和鎳鈷錳酸鋰混合粉料(1：1混合均勻)，其中主要金屬元素含量如下表3所示；2)取廢舊鈷酸鋰和鎳鈷錳酸鋰混合粉料100g，加入黃鐵礦粉末60g，單質硫16g，混合均勻後置於800℃條件下進行無氧煅燒，得到金屬硫化物和鋰化合物；3)將煅燒後的物料冷卻，加入純水250ml攪拌均勻，使鋰化合物與水反應溶於水中，而金屬硫化物則留在固體中，待充分洗滌後過濾得到含金屬硫化物的濾渣和含鋰水溶液，將濾渣洗滌後烘乾，其工藝流程圖如附圖1所示，同時分別檢測濾渣和水溶液中鎳鈷錳和鋰的含量，結果如表4所示。表4實施例4金屬元素含量及產物檢測結果上述實施例為本發明的優選實施例，凡與本發明類似的工藝及所作的等效變化，均應屬於本發明的保護範疇。當前第1頁12