[发明专利]一种废旧锰酸锂和磷酸铁锂正极材料的综合回收方法

说明书

本发明公开了一种废旧锰酸锂和磷酸铁锂正极材料的综合回收方法，该回收方法旨在解决现有技术工艺作业过程能耗大，能源利用率低，而且存在一定的安全隐患，同时还会对环境造成较大的破坏，并且其工艺条件细节较难控制的技术问题；该方法通过磷酸铁锂粉料调浆、锰酸锂还原浸出、磷酸铁锂氧化浸出、固液分离、洗涤、中性除杂、碱性除杂、浓缩析钠、沉锂，使废旧锰酸锂和磷酸铁锂正极材料回收得到电池级碳酸锂；该回收方法能够同时回收处理两种废旧锂离子电池的正极材料，并且无需添加现有技术中所需的氧化剂和还原剂，而且无需高温反应，能耗小能源利用率高，同时工艺简单综合回收率高，并且工艺过程节能环保，安全性高，具有较高的经济效益。

技术领域

本发明属于电池回收的技术领域，具体属于一种废旧锰酸锂和磷酸铁锂正极材料综合回收锂制备电池级碳酸锂的方法。

背景技术

随着现代科技的高速发展，社会能源与环境生态污染问题日益突出，在国家大力推行新能源电池的开发与应用的背景下，各种废弃电池对生态环境的污染问题已成为社会关注的焦点。特别是近年来，消费者对此类产品的需求量日益增加，导致锂离子电池的产量及废旧锂离子电池的数量不断增长，锂电池日益广泛地应用势必会产生大量的废旧电池。而磷酸铁锂以及锰酸锂电池由于其生产成本低，安全性能佳，循环性能好等优点，已被广泛应用于动力电池和储能电池。

锂电池在经过近千次充放电循环后，其内部工作离子将逐渐丧失活性，在废旧锂离子电池中，其镍、钴、锰、锂等有价金属的含量很可观，甚至相当一部分有价金属已经超过了其在矿石中的含量，若随意丢弃不但对环境带来威胁，而且造成金属资源的浪费，因此对废旧锂电池的回收利用具有十分重要的意义。

废旧锂电池回收工艺分为前端物理拆解和后端化学回收，前端物理拆解即为利用物理方法，通过刺穿、破碎、过筛等工序，将废旧锂电池中的各种成分进行大致的物理筛分，得到壳体材料和正极粉等初步产物；而后端化学回收则是利用化学方法，通过一定的工艺对正极材料中的相关成分进行化学反应回收，而且后端化学回收主要是采用火法法和湿法法两种回收模式。

在工业作业中，针对废旧锂电池的后端化学回收，因为湿法回收法较为经济、安全、环保，因此其应用较为广泛。所以，在目前来说，对于废旧锂电池的后端化学回收其主要是以湿法为主，并且以火法为辅的回收模式。以三元材料的锂电池为例，其湿法回收一般采用的工艺为：还原酸浸、净化除杂、萃取分离的工艺流程；而针对磷酸铁锂材料的湿法回收，其步骤为先经放电、拆解、分选、粉碎、高温氧化酸浸，之后再逐步回收分离金属，得到纯净浸出液。如专利申请号为CN201810076950.0的中国发明专利申请，其公开了一种经高温氧化、浸出提锂等工序的回收方法，其可达到一定的锂浸出效果，但该方法需要经过高温煅烧，作业过程能耗大，而且能源利用率低，同时其产品在回收过程中对氧化剂臭氧的加入及氧化剂的使用存在一定的安全隐患，其未完全反应的臭氧如果不及时处理将会对环境造成较大的破坏，而且其工艺条件细节较难控制。又如专利申请号为CN201910801848.7的中国发明专利申请，该方法能直接利用磷酸铁锂电池废料提取锂，但该方法依然需要添加硝酸钠、次氯酸钠等氧化剂，且此类氧化剂的使用同样具有安全隐患，且该方法在提取过程中必须在高温条件，因此能源消耗也比较大，能源利用率低。在现今锂离子电池产量和废旧锂离子电池数量不断增长的情况，亟需对其回收工艺加以突破开发，以在保证环境安全的前提下，提升资源的有效回收利用。

发明内容

(1)要解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种废旧锰酸锂和磷酸铁锂正极材料的综合回收方法，该回收方法旨在解决现有技术工艺作业过程能耗大，能源利用率低，而且存在一定的安全隐患，同时还会对环境造成较大的破坏，并且其工艺条件细节较难控制的技术问题；该回收方法能够同时回收处理两种废旧锂离子电池的正极材料，并且无需添加现有技术中所需的氧化剂和还原剂，而且无需高温反应，能耗小能源利用率高，同时工艺简单综合回收率高，并且工艺过程节能环保，安全性高，具有较高的经济效益。

(2)技术方案