[发明专利]一种从废旧锂电池钴酸锂中分离钴锂制备磷酸钴的方法

说明书

本发明公开了一种从废旧锂电池钴酸锂中分离钴锂制备磷酸钴的方法，该方法包括以下步骤：1)对废旧锂电池进行拆解、剥离，得到正负极活性物质；2)将所述正负极活性物质进行煅烧和研磨，得到含LiCoO₂的粉末物料；3)所述含LiCoO₂的粉末物料采用H₃PO₄和H₂O₂的混合浸取液进行浸出，所得浸出液通过中和，固液分离，得到磷酸钴沉淀和含锂溶液。该方法以典型废旧锂电池钴酸锂为原料，采用焙烧结合浸出方法有效分离Co和Li，并回收其高附加值钴制备磷酸钴(钴紫)，实现废旧锂电池钴酸锂的资源化回收和利用。

技术领域

本发明涉及一种从废旧锂电池中回收有价金属的方法，尤其涉及一种采用湿法冶金方法对正极活性物质中Co和Li进行分离与回收的方法，属于废旧电池有价金属回收领域。

背景技术

锂离子电池具有许多优异的电化学性能，在手机、笔记本电脑等便携移动仪器设备及电动/混合动力汽车中广泛使用。据统计，2010年全球锂离子电池生产量接近20亿；预计2020年产量将超过50亿只；一般常见的锂离子电池寿命约为2～3年，对其成分分析结果表明：每只电池平均含：钴约15％，锂约1.5％，铜约18％，铝约5％。随着这些锂电池寿命的终结，势必产生废弃的电池，相当部分则直接混入垃圾中，这可能对环境造成潜在的污染，同时也是对资源的一种浪费。如何处理和从这些电池并回收其中有价值的金属(尤其是含量较大、附加值较高的钴)己成为社会热点。

废旧锂离子电池中含有多种具有很高回收价值的有色金属(例如钴、锂)，但目前针对典型废旧锂电池的回收方法和工艺主要有火法冶金、湿法冶金和生物浸出工艺，这些方法和工艺存在回收工艺流程复杂、容易产生二次污染、回收效率较低等明显的缺陷。如何高效环保地解决回收过程中存在这些缺点成为亟待解决的难题。

发明内容

针对现有的从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种以典型废旧锂电池中钴酸锂为原料，采用焙烧结合浸出方法有效实现Co和Li分离并回收其高附加值钴制备磷酸钴(钴紫)的新方法，该方法实现钴酸锂废料的资源化回收和利用。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种从废旧锂电池钴酸锂中分离钴锂制备磷酸钴的方法，该方法包括以下步骤：

1)对废旧锂电池进行拆解、剥离，得到正负极活性物质；

2)将所述正负极活性物质进行煅烧和研磨，得到含LiCoO₂的粉末物料；

3)所述含LiCoO₂的粉末物料采用H₃PO₄和H₂O₂的混合浸取液进行浸出，所得浸出液通过中和，固液分离，得到磷酸钴沉淀和含锂溶液。

优选的方案，所述煅烧的温度为500～1000℃。较优选的煅烧温度为600～800℃。最优选的煅烧温度为700℃。

较优选的方案，所述煅烧的时间为1～4h。较优选的煅烧时间为1.5～2.5h。最优选为2h。

优选的方案，所述浸出的条件为：浸出温度40～80℃，浸出时间30～150min，固液比1g:15～30mL，搅拌速度为200～600rpm。较优选的方案，所述浸出的条件为：浸出温度50～70℃，浸出时间50～120min，固液比1g:18～22mL，搅拌速度为350～450rpm。更优选的方案，所述浸出的条件为：浸出温度60℃，浸出时间60min，固液比1g:20mL，搅拌速度为400rpm。

较优选的方案，所述混合浸取液中磷酸的浓度为0.4～0.8mol/L，双氧水的浓度为≤4vol.％。进一步优选的方案，所述混合浸取液中磷酸的浓度为0.6mol/L，双氧水的浓度为4vol.％。