[发明专利]一种从废旧锂电池中回收有价金属的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及的是一种废旧锂电池处理方法，尤其是一种从废旧锂电池中回收有价金属的方法。

背景技术：

废旧电池主要有：锂离子电池、镍镉电池和镍氢电池等类型。目前，世界各国每年淘汰的废弃电池多达数千吨之多，这些废电池如果不加以处理作为垃圾扔掉，不仅对环境造成严重污染，而且其中的大量有用物质也被白白废弃，造成资源的巨大浪费。据测，废旧电池有价金属含量为：钴 16.8%、铜 7.8～9.6%、镍 1.0～1.1%，尚含有铝、铁、塑料隔膜等成分，如对废电池当中的有用物质进行综合处理，其价值十分可观。现在世界各国对废旧电池的再回收再利用已慢慢引起重视，如何使废电池资源化和无害化已迫在眉睫。   

从废旧锂电池中可以回收到的产品有硫酸铜、电积铜，硫酸镍和硫酸钴等。

其中，硫酸铜是制取其他铜盐、电镀铜的重要原料，也是重要的杀虫剂和兽药之一，用途比较广泛。硫酸铜近年来在国内市场一直比较紧俏，价格也逐年上涨，在果树区、林木产区以及大中城市的染料厂、电镀铜厂和饲料厂的需求量都比较大。目前，我国虽然有60余家硫酸铜生产厂家，但由于国内铜资源短缺，生产受到制约，传统上以有限铜资源为原料生产硫酸铜的方法，其产品已远远不能满足市场日益增长的需求，尤其是在高端市场的需求。 

硫酸镍主要应用在电镀、化学镀工业和充电电池行业，另外还有有机合成和生产硬化油作为油漆的催化剂，其中电镀、化学镀和充电电池领域用量最大。硫酸镍的市场发展主要决定于电镀、化学镀和电池行业的发展，电镀行业随着我国制造业、电子电工和汽车业的发展，还会不断壮大，因此该行业对硫酸镍的消费在现有基础上还会继续增加。电池行业用硫酸镍的量随着我国电池也的快速发展将会有较快的增长，而且随着电动汽车、燃料电池等技术的进步，军队信息化、电子化建设还将需要大量的高能充电电池，因此硫酸镍的市场将进一步扩大。 

硫酸钴主要用途是制取氧化钴和金属钴作合金材料的电子材料，其工业用途比较广泛，大部分用于制钴或其他钴化合物，也可作为饲料添加剂。少量用于制气压计、比重计和隐显墨水等，市场前景很广阔。 

所见报道中，废旧锂离子电池的回收技术包括有火法冶金、物理分选和湿法冶金等方法，湿法冶金又包括有萃取、沉淀、离子交换和电沉积等分离方法。 

火法冶金技术由日本学者金村圣志提出，首先是电池自行放电，然后剥去金属外壳，回收外壳金属材料，再将内芯和焦炭、石灰石混合，投入焙烧炉中还原焙烧，此过程发生的反应使得粘结剂等有机物质燃烧并以气体形式排出，正极材料还原成金属钴和氧化锂，电解质中的氟和磷被沉淀，铝箔及流体被氧化，低沸点的氧化锂以蒸汽形式逸出，可用水进行回收，金属铜、钴和镍等形成合金，可用于常规湿法中的深加工，继日本学者提出火法冶金之后，德国、法国等技术人员也进行了这一方法的研究，并进行了改进。 

采用火法冶金进行锂离子回收的技术方案如如申请号为200710107837的中国专利，名称为失效锂离子电池中有价金属的回收方法，其中公布了一种失效锂电池的回收处理方法包括的步骤有：a.在失效锂离子电池外壳上穿孔进行解压；b.将穿孔后的失效锂离子电池放入电解液中进行放电处理；c.将经过放电处理的锂离子电池进行焙烧处理；d.将焙烧后的锂离子电池进行破碎；e.将破碎后的锂离子电池进行磁选，分离出的磁性物和非磁性物；f.将磁性物进行粒度分级；g.将非磁性物进行粒度分级。此回收方法能回收得到的金属种类少，且纯度低，对于废旧电池回收不充分，且煅烧工艺还具有能耗高和造成空气污染等缺点。 

物理分选的首次提出者是金泳勋，他提出的该方法采用立式剪碎机、风力摇床和振动筛将锂离子电池分级、破碎和分选，正极和负极的隔离材料等轻产品、金属产品和电极材料会最后被分选出来。将所得电极材料于马弗炉中500℃热处理后，浮选出锂钴氧化物和石墨，从废锂离子电池中浮选回收锂钴氧化产品，其回收率能达到92%，该方法能降低生产成本，但是高温处理却使得能耗很高。 

相对于上述两种方法，在处理废旧锂电池的工艺中，湿法冶金是目前采用最多的，其一般步骤为：预处理分离集流体和活性粉材料，再将活性粉材料溶于酸中，调节pH净化除杂，再用沉淀法、萃取法、离子交换、电沉积法等分离钴和锂等有价金属。