[发明专利]废旧三元锂电池分级式回收方法

说明书

一种废旧三元锂电池分级式回收方法，通过对废旧三元锂电池进行碱浸放电、干燥和切割破碎操作后，使得电芯内部空间敞开及电解液露置于外部，经过加热使得有机杂质蒸发，再经震荡筛分得到过筛混合物，将过筛混合物与无机酸和水混合后加入还原剂并调节pH值，陈化后过滤得到富含锂离子、镍离子、钴离子和锰离子的第一滤液，再经过加入不同的物料和化学试剂，或控制pH值，对锰离子、钴离子、镍离子和锂离子进行分级式提取，分别将各有价金属元素进行提取回收。本发明提供的废旧三元锂电池分级式回收方法相对单独对各有价金属金属元素进行提取大大降低了化学试剂的消耗量，同时还大大提高了各有价金属元素的提取回收率，利于后续进一步回收利用。

技术领域

本发明涉及锂离子电池回收领域，特别是涉及一种废旧三元锂电池分级式回收方法。

背景技术

目前废旧锂电池回收方法的前处理阶段通常采用焚烧的方式烧去电解液，同时去除聚偏氟乙烯，然而这种高温处理方式会使得废旧锂电池的铝箔发生融化，包覆住活性材料，甚至生成铝酸锂，最终难以进行活性物质与铝箔的分离以及有价金属元素的提取；还有采用物理法处理废旧锂电池进行回收的，即利用材料的磁性、密度等物理特性实现废旧锂电池材料的分离，采用该方法无需使用化学试剂，且能耗更低，但旧锂离子电池正、负极活性材料往往粘附在隔膜上，难以实现良好的拆分效果。

对废旧镍钴锰酸锂电池拆分后进行有价金属提取时，多采用无机酸加还原剂浸出的方式进行提取，但由于三元锂电池材料结构比钴酸锂电池材料更加稳定，因而溶解废旧三元锂电池材料往往需要使用大量的无机酸和还原剂，后期中和溶液又需要消耗大量的碱液，造成不必要的浪费。

另外，目前从含镍、钴、锰、锂的溶液中分离锰有P204萃取法、Me-OH^--NH₃-CO₃^2-络合体系选择性沉淀法(Me为Ni、Co、Mn)，还有高锰酸钾氧化沉淀法。但P204萃取法需要消耗有机试剂，萃取过程中会造成部分钴的损失；Me-OH^--NH₃-CO₃^2-络合体系选择性沉淀法会引入大量的铵根离子，对后续钴、镍萃取分离不利，而且该方法只能制备出粗碳酸锰，也会造成钴、镍的损失；高锰酸钾氧化沉淀法会引入钾离子杂质。如此，目前对废旧三元锂电池进行回收时消耗较多的化学试剂的量，同时对三元锂电池内的有价金属元素的提取率较低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种减少化学试剂的消耗量，及对废旧三元锂电池中有价金属元素进行分级式提取回收，以提高废旧三元锂电池中有价金属元素提取率的分级式回收方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种废旧三元锂电池分级式回收方法，包括如下步骤：

将废旧三元锂电池投入碱液放电池中进行碱浸放电操作；

将放电后的所述废旧三元锂电池进行干燥操作后，再进行切割破碎操作，以使所述废旧三元锂电池的电芯内部空间敞开，并使所述废旧三元锂电池的电芯内的电解液露置于外部；

在400℃～550℃的温度条件下，将切割破碎后的所述废旧三元锂电池进行加热操作，以使所述废旧三元锂电池中的有机杂质蒸发；

将加热后的所述废旧三元锂电池进行震荡筛分操作，得到过筛混合物；

将所述过筛混合物、无机酸和水进行混合调浆操作，得到混合浆料，其中，所述过筛混合物、无机酸和水的质量比为2：(3～4)：(5～20)；

向所述混合浆料中滴入还原剂进行反应后，再加入第一碱液，调节所述混合浆料的pH值至4.0～4.5；

对所述混合浆料进行陈化操作后，进行第一过滤操作，得到富含锂离子、镍离子、钴离子和锰离子的第一滤液，以及富含石墨粉的滤渣；