[发明专利]锂电池废料的回收利用方法及其应用

说明书

本发明提供了一种锂电池废料的回收利用方法及其应用，涉及废旧电池回收技术领域。该方法首先利用逆流洗涤法对锂电池废料进行回流提取，得到富锂溶液和除锂后黑粉料；随后将富锂溶液和除锂后黑粉料分别进行处理：利用沉淀和还原的方法从富锂溶液中提取得到氢氧化铝和粗制碳酸锂，同时，将除锂后黑粉料在还原浸出前进行酸溶浸出，并利用金属的氧化还原性与萃取、沉淀等方式相结合去除浸出液中除钴镍锰外的金属杂质离子；最后浓缩结晶后分别利用热过滤和冷却过滤的方法制备得到锰含量高的钴镍锰混合盐结晶以及钴、镍含量高的钴镍锰混合盐结晶。上述回收利用方法具有工艺流程简单，易于操作的优势，实现了从锂电池废料中全面回收有价金属的目的。

技术领域

本发明涉及废旧电池回收技术领域，尤其是涉及一种锂电池废料的回收利用方法及其应用。

背景技术

锂离子电池因工作电压和比能量高，放电电压平稳，质量轻且体积小，循环寿命长，加之无记忆效应等优点，被广泛地应用于各种电子设备领域。近年来，随着锂离子电池产量的增加，其废弃量也在逐年增加。锂离子电池报废年限一般为3～5年，目前回收体系尚未成规模，绝大多数废旧锂离子电池未得到有效处理，不仅污染环境，而且浪费大量有用资源。

虽然现有技术中存在一些锂离子电池的回收利用方法，一般均为酸或碱浸出工艺制备碳酸锂或氢氧化锂等产品，然而现有锂离子溶解过程中酸溶会导致部分Co、Ni、Mn、Cu等杂质溶出；碱溶会导致Al离子溶解增多，造成富锂溶液中杂质偏高；例如：CN110498434A《一种锂离子电池正极活性材料的回收方法及其应用》此专利虽然用低酸溶液控制最终富锂溶液中杂质不高，但是从其工艺过程看相对复杂，控制点较多，实际应用时工作强度大。同时，现有的这些方法提取得到的产品附加值均较低。

钴镍锰混合物由于可用于三元前驱体生产进而具有较高的附加值，虽然现有工艺中也存在从锂离子电池中回收钴镍锰混合物的技术方案，然而这些方案中的除杂和沉淀的处理成本均很高。例如CN105206889A一种废旧镍钴锰酸锂三元电池正极材料的处理方法，公开的技术方案中萃取除铜过程中，铜与锰离子无法分离，需要共同萃取最终形成铜锰溶液后再次利用其他方法进行分离进而得到纯净的硫酸锰溶液，萃取过程繁复、不易操作。又如CN107732352A一种废锂离子电池正极材料回收利用的方法，由于该方案在沉淀过程中会存在杂质包裹在沉淀物中的可能，会使沉淀中杂质偏高。所以在沉淀前需要控制沉淀速度、溶液浓度等相关条件，导致操作时要求高，成本相应增加。

因此，针对现有废旧锂离子电池未得到有效处理的现状，研究开发出一种具有成本低廉、易于操作，同时可提取回收多种原料，特别是可以回收得到高纯度钴镍锰结晶的锂电池废料的回收利用方法，变得十分必要和迫切。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种锂电池废料的回收利用方法，所述回收利用方法具有工艺流程简单，易于操作的优势，整个回收过程中可以分别回收氢氧化铝、粗制碳酸锂、氟化钙镁混合物以及附加值较高的钴镍锰盐结晶，实现了全面回收有价金属的目的。

本发明的第二目的在于提供一种上述锂电池废料的回收利用方法在报废锂电池回收处理中的应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供的一种锂电池废料的回收利用方法，所述方法包括以下步骤：

(a)、将放电后的锂电池废料粉碎后在还原性气体氛围下煅烧，得到处理料A；随后利用逆流洗涤法对处理料A进行多级逆流洗涤，得到富锂溶液和洗涤后渣料；所述洗涤后渣料为除锂后黑粉料；

(b)、利用酸碱调节法将步骤(a)富锂溶液中的铝元素沉淀得到氢氧化铝；滤液中通入空气或碳酸盐，得到粗制碳酸锂；

(c)、将步骤(a)除锂后黑粉料依次进行酸溶浸出和还原浸出，其中：

酸溶浸出在酸性溶液下进行，浸出液为分解液A；