[发明专利]回收废旧锂离子电池有价金属的方法

说明书

本发明公开了一种回收废旧锂离子电池有价金属的方法，该方法先电池粉加入浓硫酸进行熟化浸出，再加水进行水浸，固液分离后将第一石墨渣加入稀硫酸进行酸浸，然后加入还原剂进行还原浸出，再加碱沉淀杂质，最后固液分离得到第二石墨渣和第二有价金属液。本发明利用浓硫酸的碳化作用，碳化分解电池粉中的有机物，解决有机物包覆电池粉活性物质和水浸、酸浸过程中由于有机物质引起的起泡、冒槽等问题；本发明的浸出与除杂同步进行，简化了废旧锂电池有价金属回收工艺，降低了生产成本。

技术领域

本发明属于废旧锂离子电池资源回收技术领域，具体涉及一种回收废旧锂离子电池有价金属的方法。

背景技术

锂离子电池经过一定次数的循环充放电后，活性材料的结构会因为发生改变而失效，预计2030年车用动力电池报废报废量将达到101GWh，约116万吨。报废的锂离子电池含有多种有害物质，如重金属、有机和无机有害化合物等，如果处理不及时，极易对环境造成污染。同时，锂离子电池中含有大量的镍钴锰锂有价金属，如果不及时回收势必会造成资源的浪费和对环境的污染。

针对废旧锂电池有价金属的回收，国内外研究人员进行了大量的研究。目前废旧锂电池中有价金属的回收工艺大致分为火法和湿法两大类，其中基于湿法冶金的回收工艺相对成熟，行业内应用比较广泛。相关技术中提到用电池粉酸浸、铁粉除铜、除铁铝等步骤得到有价金属液，但是冗长的工艺流程不仅会降低工作效率，也会增加人力物力成本。

电池粉中含有大量的有机物包覆活性材料，在回收废旧锂电池有价金属的实际生产中，大量有机物的包覆会减少正极材料与硫酸接触的概率，减低反应速率，大量的有机物会使溶液中的表面张力增加，导致浸出过程释放的气体产生大量气泡，造成冒槽等风险。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种回收废旧锂离子电池有价金属的方法，能够简化废旧锂电池有价金属回收工艺，降低生产成本，同时避免废旧锂电池中有价金属浸出过程冒泡引起的冒槽问题。

根据本发明的一个方面，提出了一种回收废旧锂离子电池有价金属的方法，包括以下步骤：

S1：将废旧锂离子电池进行前处理得到电池粉，加入浓硫酸进行熟化反应；

S2：向熟化后的电池粉加水进行水浸反应，然后固液分离，得到第一石墨渣与第一有价金属液；

S3：向所述第一石墨渣加入酸液进行酸浸反应，再加入还原剂进行氧化还原浸出；

S4：向氧化还原浸出后的溶液加入碱液调节pH进行反应，固液分离后得到第二石墨渣和第二有价金属液。

其中，水浸反应后溶液的pH为4.5以上。

在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述前处理的步骤包括放电、破碎和筛分。

在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述浓硫酸与电池粉中正极材料的摩尔比为(1～1.5)：1，所述浓硫酸的质量浓度为70％以上。

在本发明的一些优选的实施方式中，步骤S1中，所述浓硫酸的质量浓度为70～80％。

在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述熟化反应的时间为0.5～5h。

在本发明的一些优选的实施方式中，步骤S1中，所述熟化反应的时间为0.5～3h。

在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述熟化反应过程采用机械缓慢搅拌。

在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述加水的质量为步骤S1中所述电池粉质量的3～10倍。

在本发明的一些优选的实施方式中，步骤S2中，所述加水的质量为步骤S1中所述电池粉质量的3～5倍。