[发明专利]一种废旧锂离子电池有价元素综合回收的方法

说明书

一种从废旧锂离子电池材料中回收有价金属的方法，属于环境保护和有色金属循环利用技术领域。具体步骤是：将废旧锂离子电池放电后剪切式破碎；破碎料还原焙烧；焙砂水淬、超声强化脱离、高频振动筛分；+1mm片料氨浸脱铜后磁选分离；‑1mm粉料选择性提锂后氨浸脱镍钴铜；氨浸渣还原酸浸分离锰和碳粉，实现废旧锂离子电子有价元素的综合高效回收。本发明的方法适应性强，废旧锂离子电池原料无需经分拣，适用于多种废旧锂离子电池混合料的处理；有价元素综合回收效果好，产品产值高；全流程无废水排放，环境友好。本发明为废旧锂离子电池的综合高效利用提供了新的途径，有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及废旧锂离子电池的处理及有价元素回收的方法，属于环境保护和有色金属循环利用技术领域。尤其涉及废旧锂离子电池有价元素综合回收的方法。

背景技术

锂离子电池自20世纪90年代实现商业化以来，逐步取代其它电池，广泛应用于移动通讯、笔记本电脑、便携式工具、电动自行车等领域。据统计锂离子电池使用寿命一般约为3年，其充放电循环周期约500～1000次后，电池性能大幅下降。

近年来，在绿色环保的时代背景下，我国新能源汽车行业迅猛发展，带动锂离子电池产能的不断提高，废旧锂离子电池日益增多，由此引发的环境问题日益严峻。

废旧锂离子电池内部由正极、电解液、负极等主要部分组成，外包金属铝壳，有些表面最外层包有塑料外壳。电池的正极由正极活性物质(钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂等)、乙炔黑导电剂、有机粘接剂混匀后涂覆在铝箔集流体上；电池的负极由碳素材料、乙炔黑导电剂、粘接剂混匀后涂覆在铜箔集流体上。各类型的废旧锂离子电池主要含5～23％的钴、0～10％的镍、2～7％的锂、5～11％的铜、3～10％的铝、3～15％的有机物、1～7％的塑料、20～40％的碳及锰等，是重要的二次资源。

专利CN103526035B将废旧锂离子电池或其材料、冶金焦炭、熔剂、含Cu、Co、Ni的废料混合，在1400℃～1600℃的温度下还原熔炼，控制熔渣碱度CaO/SiO₂≥1或(CaO+MgO)/SiO₂≥1，得到含有价金属的合金和炉渣。该方法实现了废旧锂离子电池中有价金属的高效捕集，但火法处理能耗高，且产出合金后续的分离提纯工序繁琐。

专利CN1688065A将废旧钴酸锂电池放电后物理拆解，得到含有钴酸锂的正极材料，将该正极材料进行煅烧或经有机溶剂浸泡后剥离正极材料上的铝片，得到含钴酸锂的黑色固体物料，含钴酸锂的黑色固体物料还原酸浸，得到含有Co²⁺和Li⁺的溶液，再经化学沉淀分离，获得氢氧化钴和碳酸锂产品，实现Co、Li的回收，但物理拆解夹带损失严重，造成整个工艺过程综合回收率低。

废旧锂离子电池的回收处理大多采用火法还原熔炼捕集成合金，或物理拆解获得正极材料，合金/正极材料采用浸出—净化—萃取/化学分离的工艺，实现部分有价金属的回收，但多未实现废旧电池有价元素的综合高效回收。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种废旧锂离子电池中有价元素Li、Ni、Co、Cu、Al、Fe、Mn、C等有价元素综合高效回收的冶炼方法。

本发明的方法是通过以下技术方案实现的：

一种废旧锂离子电池有价元素综合回收的方法，其特征在于具体步骤包括：

(1)废旧锂离子电池放电；

(2)电池破碎；

(3)还原焙烧；

(4)焙砂水淬、超声强化剥离、筛分；

(5)+1mm片料氨浸，氨浸渣磁选分离；

(6)-1mm粉料选择性提锂；

(7)提锂渣氨浸选择性分离镍、铜、钴；