[发明专利]一种废旧锂电池黑粉加压焙烧固氟提锂的方法

说明书

本发明属于锂电池回收利用技术领域，具体涉及一种废旧锂电池黑粉加压焙烧固氟提锂的方法，主要步骤包括(1)将废旧锂电池拆解得到黑粉，向黑粉中添加固氟剂，混均后进行加压焙烧，得到熟料粉；(2)向熟料粉中加入水搅拌均匀制成浆料，然后向浆料中通入二氧化碳气体进行反应，经固液分离得到含锂溶液；(3)将含锂溶液加热分解后得到高纯度的碳酸锂。本发明具有可高效提取回收废旧锂电池材料中镍钴锰酸锂、氟化锂、磷酸锂、六氟磷酸锂等多种类型锂金属，同时实现固化杂质氟的技术特点，有效地解决不同锂电池类型中锂结合形式各异、回收率低、氟杂质含量高和锂产品品质低的技术难题。

技术领域

本发明属于锂电池回收利用技术领域，具体涉及一种废旧锂电池黑粉加压焙烧固氟提锂的方法。

背景技术

近年来随着全球对碳中和的重视，新能源汽车产业迅猛发展，新能源汽车的保有量成倍增长。新能源汽车动力锂电池服役期一般为6年左右，随着新能源汽车产销量的激增，动力锂电池退役量日益增长的同时，退役动力锂电池的回收利用问题也日益凸显。锂电池对环境的污染问题不容忽视，但电池中也含有丰富的镍、钴、锰、锂等金属，具有较高的回收利用价值。

目前，国内对于锂电池中镍、钴、锰金属的湿法冶金回收工艺已实现工业化，但对于锂电池中锂金属的回收利用工艺还不够成熟，主要是锂电池中的锂金属分为镍钴锰酸锂、氟化锂、磷酸锂、六氟磷酸锂等多种类型，要想同时实现锂电池中不同类型锂金属的回收，以及锂与镍、钴、锰的分离提取，成本高且难度大。

专利CN112158894A公开了一种废旧锂电池正极材料的回收方法，主要是对锂电池正极材料进行酸浸，用铁粉还原除铜，然后将除铜后液加热加入废旧电池正极粉混合反应，调pH除铁铝，滤液萃取镍钴锰，将镍钴锰溶液沉淀三元前驱体，最后在萃余液中沉锂得到碳酸锂。该方法虽然实现锂与镍钴锰的分离回收，但该方法在除杂、萃取过程中，锂损失率较高，且萃余液中锂浓度较低且杂质含量高，沉淀得到的碳酸锂纯度低，回收锂的经济效益较差。

专利CN112374511A公开了一种废旧三元锂电池回收制备碳酸锂和三元前驱体的方法，主要通过黑粉中自带的石墨、粘结剂作为还原剂，通过自还原相转化破坏三元材料的结构，采用碳酸化水浸提取锂金属。该方法虽然实现锂的优先提取，但只能提取三元材料中的锂金属，不能提取负极材料、电解液中氟化锂、磷酸锂、六氟磷酸锂等其他类型的锂金属，导致锂提取率偏低，制备的碳酸锂产品纯度偏低。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题，本发明提供了一种废旧锂电池黑粉加压焙烧固氟提锂的方法，可高效提取回收废旧锂电池材料中镍钴锰酸锂、氟化锂、磷酸锂、六氟磷酸锂等多种类型锂金属，同时实现固化杂质氟的技术特点，有效地解决不同锂电池类型中锂结合形式各异、回收率低、氟杂质含量高和锂产品品质低的技术难题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种废旧锂电池黑粉加压焙烧固氟提锂的方法，包括如下步骤：

(1)将废旧锂电池拆解得到黑粉，向黑粉中添加固氟剂，混均后进行加压焙烧，得到熟料粉；

(2)向熟料粉中加入水搅拌均匀制成浆料，然后向浆料中通入二氧化碳气体进行反应，反应结束后经固液分离得到含锂溶液；

(3)将含锂溶液加热分解后经固液分离，得到高纯度的碳酸锂。

优选地，步骤(1)中，本发明所述废旧锂电池为镍钴锰酸锂、钴酸锂、锰酸锂、镍钴铝酸锂中的一种。

为了获得固氟提锂的效果，优选地，步骤(1)中，本发明所述固氟剂为CaO、Ca(OH)₂、CaCO₃中的一种或多种。本发明中，固氟剂中钙元素主要与黑粉中的氟化锂、磷酸锂、六氟磷酸锂等锂化合物反应生成难溶于水的氟化钙、磷酸钙等物质，锂则生成碳酸锂，通过后续碳化达到固氟提锂的效果。