[发明专利]一种电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法

权利要求书

1.一种电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）将电池黑粉与高硅钴白合金的粉末按重量比（1-5）:1进行混合破碎，得到混合物料；

（2）将混合物料焙烧，得到焙烧物料；混合物料焙烧的工艺条件为：焙烧温度为500℃-800℃、焙烧时间为1h-5h、焙烧时通入水蒸汽和氢气，水蒸汽与电池黑粉中锂的摩尔比为1:（1-3），氢气的加入量为电池黑粉中钴、镍、锰的摩尔数之和的1-3倍；

（3）将焙烧物料与水按固液质量比1:（3-5）混合后依次进行湿法球磨、筛分、过滤、洗涤，得到混合物，混合物为含锂溶液和含镍、钴、锰、铝、铜、铁的滤渣；

（4）将含锂溶液浓缩结晶，得到硅酸锂；

（5）将步骤（3）中的滤渣依次加入水、硫酸后用双氧水浸出，当滤渣中镍、钴、锰、铝、铜、铁的质量百分含量均小于0.15%时停止浸出反应，得到浸出物料；

（6）将浸出物料过滤、洗涤，得到含镍、钴、锰、铝、铜、铁的硫酸盐溶液和酸浸渣；

（7）将含镍、钴、锰、铝、铜、铁的硫酸盐溶液的pH调节至3.0-5.5除铝、铁，得到除杂液；

（8）将除杂液用铜萃取剂萃取分离铜，得到分铜后液，将分铜后液萃取分离镍、钴、锰；

其中，步骤（2）中的焙烧反应在500-800℃有水蒸汽和氢气条件下进行，使电池黑粉中的氟元素与高硅钴白合金中的二氧化硅反应生成四氟化硅气体，除去氟元素和部分二氧化硅，避免白合金浸出过程中生成硅胶膜包裹；同时电池黑粉中的碳在高温下将电池黑粉中的LiMO₂还原成钴、镍、锰金属和氧化锂，其中M为钴、镍、锰元素，氧化锂与二氧化碳和水汽反应生成碳酸锂和氢氧化锂，碳酸锂和氢氧化锂与二氧化硅反应生成硅酸锂。

2.根据权利要求1所述的电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法，其特征在于，步骤（5）中滤渣与水的固液质量比为1:（3-5），硫酸的加入量为滤渣中镍、钴、锰、铝、铜、铁的摩尔数之和的1-1.5倍，双氧水的加入量为滤渣中镍、钴、锰、铝、铜、铁的摩尔数之和的1.5-2.5倍；双氧水浸出的工艺条件为：反应温度为70℃-85℃、反应时间为1h-8h。

3.根据权利要求1所述的电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法，其特征在于，步骤（7）中采用液碱、碳酸盐中的一种或两种将含镍、钴、锰、铝、铜、铁的硫酸盐溶液的pH调节至3.0-5.5除铝、铁。

4.根据权利要求1所述的电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法，其特征在于，步骤（8）中将除杂液用CP150铜萃取剂萃取分离铜；步骤（8）中将分铜后液用P204萃取剂萃取分离镍、钴、锰。

5.根据权利要求1所述的电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法，其特征在于，步骤（1）中电池黑粉包含的组分及其质量百分含量为：Co 10%-30%、Ni ≤30%、Mn ≤15%、Cu0.5%-2%、Al 0.5%-2%、Fe 0.01%-0.1%、Li 2.0%-5.0%、F 0.001%-0.1%、C 10%-30%；高硅钴白合金包含的组分及其质量百分含量为：Co 30%-40%、Ni 0.4%-1%、Cu 15%-20%、Fe 30%-40%、Si 2%-12%。