[发明专利]一种废旧钴酸锂电池中有价金属分离回收方法

说明书

本发明属于化工技术领域，涉及一种废旧钴酸锂电池中有价金属分离回收方法。本发明采用浸出液用氢氧化锂或氢氧化钴溶液作中和剂除杂，萃取剂P204用高浓度氢氧化锂进行皂化，除杂后浸出液用P204萃取钴，无机酸反萃得到纯净的钴溶液，该溶液可直接用于三元前驱体合成或四氧化三钴合成的原料液，或用于生产其他钴产品，如电积钴、硫酸钴、氯化钴等。萃余液中的锂以碳酸锂的形式回收的方法，经本方法处理后，有价金属钴和锂有效分离回收，可操作性强，设备简单，投资小，易于实现工业化。

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及一种废旧钴酸锂电池中有价金属分离回收方法。

背景技术

锂离子电池是目前世界上已工业化的用于可充电性能最好的化学电池，根据锂离子电池的寿命，到2020年，动力锂离子电池需求量将达到125Gwh，报废量将达达32.2Gwh，约50万吨，到2023年，报废量将达到101Gwh，约116万吨，首批报废的锂离子电池主要是磷酸铁锂和钴酸锂电池，钴酸锂电池中钴、锂作为稀缺资源，回收利用价值高，回收后还可用于电池正极材料生产、或生产其他钴产品，避免资源浪费和环境污染的同时也将产生可观的经济效益和社会效益。

废旧锂离子电池的回收主要为火法和湿法，还有一些涉及磁性分离、重选等的方法。已有的专利主要针对废旧锂离子电池正极和负极的回收研究较多。

用有机溶剂浸泡，操作温度高，有机用量大，成本高，有机挥发会造成操作环境差，过滤后的渣有携带有机溶剂，烘干时又会有机溶剂挥发，造成环境污染。

废弃锂离子电池于高温炉中焙烧，分解除去有机电解质，粉碎后筛分，筛上物再以磁选及涡电流分选处理，分离出碎解的铁壳、铜箔与铝箔等；而筛下物则经溶蚀、过滤，并借助由pH值及电解条件的控制，分别以隔膜电解法电解析出金属铜与钴，电解后富含锂离子的溶液，添加碳酸根形成锂的高纯度碳酸盐而将锂回收。此法剥离为火法，溶蚀后的溶液中的含杂质，电解铜和钴含杂质会高，而且电解法能耗较高。

废旧动力电池三元系正极材料处理用碱浸、酸浸出镍锂和锰钴、分离镍锂和锰钴、回收镍、回收锂、回收钴、回收锰，为废旧动力电池三元系正极材料处理方法，电池分离正极片处理量小的情况下可以，量大则费时费工，碱浸过滤困难，分离不完全，溶液回收过程分离有价金属镍锂和钴锰，以硫化沉淀法、草酸法、磷酸盐法分离，分离金属过程复杂，分离出的各金属存在互相夹带。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题提供一种废旧钴酸锂电池中有价金属分离回收方法。

本发明的具体技术方案如下：

一种废旧钴酸锂电池中有价金属分离回收方法，包括以下步骤：

a、废旧钴酸锂电池拆解、放电、破碎，将破碎后的废旧电池片用酸加还原剂溶液浸出，得到浸出液；

b、浸出液除杂：浸出液中加氢氧化锂或氢氧化钴溶液调节溶液pH值1.5-2.5，升温至60-90℃，加入1-10倍量的钴粉除铜，反应10-30min，停止加热，加入双氧水将二价铁氧化为三价铁，加入氢氧化锂或氢氧化钴溶液调整溶液pH值至4.2-4.5除铁和铝，反应时间0.5-3h，固液分离后得含钴和锂的除杂后液；

c、萃取钴：P204用氢氧化锂溶液皂化后，对步骤b的除杂后液进行萃取，使钴全部萃取至P204上，萃取剂洗涤后用无机酸进行反萃，得钴溶液，萃余液备用；

d、沉淀碳酸锂：向步骤c的萃余液中加入碳酸盐或通二氧化碳气体沉淀锂，沉淀过滤洗涤得碳酸锂，母液和洗水返回废旧电池浸出或二次回收锂。

进一步的，所述步骤c中的P204萃取剂采用磺化煤油稀释，P204萃取剂浓度25-30%，氢氧化锂浓度110-120g/L，皂化率70-80%；

进一步的，所述步骤d中沉淀锂时萃余液温度为90-100℃；