[发明专利]一种从废旧钛酸锂正负极粉合成钛铝合金的方法

说明书

一种从废旧钛酸锂正负极粉合成钛铝合金的方法，包括：废旧钛酸锂正负极粉的还原浸出；浸出滤液的铜分离提纯和两步除铁铝；除铁铝液的深度除杂和分步提取稀贵金属钴镍；除铁铝渣分离净化提取氢氧化铝；萃余液的蒸发提锂和萃取提钛；偏钛酸和氢氧化铝混合煅烧；钛铝氧化物熔盐电解。本发明采用该从废旧钛酸锂正负极粉合成钛铝合金的方法，具有环境友好，经济效益高、资源最大化等优势。

技术领域

本发明属于废旧锂电池资源化回收领域，尤其涉及一种从废旧钛酸锂正负极粉合成钛铝合金的方法。

背景技术

近年来，我国新能源汽车产业快速发展，累计产量超过300万量，动力蓄电池配套量也逐年攀升。随着新能源锂电池逐步退役，预计2020年累计退役量将超过25GWh。钛酸锂电池作为新能源动力电池较常用的一种电池，也将产生大量的废旧钛酸锂电池，如处置不当，不仅会给社会带来环境影响和社会安全，而且也会造成资源浪费。做好动力电池回收利用工作有利于保护环境和社会安全，有利于实现资源循环利用，对于生态文明建设具有重要意义。

钛酸锂是一种由金属锂和低电位过渡金属钛的复合氧化物，具有尖晶石结构，而钛酸锂电池主要由三元材料正极、钛酸锂负极、隔膜、电解液及外壳组成。钛酸锂电池具有高安全性、循环寿命超长、工作温度范围宽、充放电迅速、自放电率低、能量密度高及无记忆效应等优异的性能，被广泛应用于公交巴士、新能源客车、太阳能路灯、铁塔基站、电动摩托车及电网储能等领域。

钛合金具有高强度、密度小、机械性能好、韧性和抗蚀性能优良等特点。钛合金主要以Ti-6Al-4V(TC4)，Ti-5Al-2.5Sn(TA7)为主。钛合金的可用于制造强度高、刚性好、质轻的零部件，例如飞机的发动机构件、骨架、紧固件及起落架等。但是，钛合金主要限制是在高温与其它材料的化学反应性差，一般传统的精炼、熔融和铸造技术投入成本较大。

目前，国内钛酸锂电池回收均以实验研发为主，尚未进入生产应用。如何高效、快速、环保的探索出废旧钛酸锂电池正负极粉回收工艺是行业发展方向，是资源化回收领域亟待解决的难点。

发明内容

本发明目的在于提供一种从废旧钛酸锂正负极粉合成钛铝合金的方法，以解决废旧钛酸锂电池正负极粉中有价金属回收利用率低；传统工艺经济收益低的技术问题。

为实现上述目的，本发明的一种从废旧钛酸锂正负极粉合成钛铝合金的方法的具体技术方案如下：

一种从废旧钛酸锂正负极粉合成钛铝合金的方法，对废旧的钛酸锂正负极粉进行收集，之后先湿法回收铜、锰、钴、镍、锂有价金属，再火法合成钛铝合金工艺。

在本发明中，优选的，一种从废旧钛酸锂正负极粉合成钛铝合金的方法，具体包括以下步骤：

S1：废旧钛酸锂正负极粉的还原浸出；

S2：浸出滤液的铜分离提纯和两步除铁铝；

S3：除铁铝液的深度除杂和分步提取稀贵金属钴镍；

S4：除铁铝渣分离净化提取氢氧化铝；

S5：萃余液的蒸发提锂和萃取提钛；偏钛酸和氢氧化铝混合煅烧；

S6：钛铝氧化物熔盐电解。

在本发明中，优选的，一种从废旧钛酸锂正负极粉合成钛铝合金的方法，具体包括以下步骤：

S1：将废旧钛酸锂电池正负极粉混合调浆后进行还原酸浸；

S2：浸出滤液经过铜萃取转铜电积制成纯铜板，铜萃取余液经过两步除铁铝；

S3：除铁铝滤液经过P204萃取深度除杂(如铜锰铁等)，得到的P204萃余液经过P507萃取的到硫酸镍钴液；

S4：除铁铝滤渣经过加入液碱碱浸得到偏铝酸钠溶液，向偏铝酸钠溶液中加入晶种得到纯净氢氧化铝。