[发明专利]一种废旧动力电池中锂的绿色分离方法

说明书

本发明公开了一种废旧动力电池中锂的绿色分离方法，包括如下步骤：步骤S101、高温培烧；步骤S102、溶出；步骤S103、锂离子吸附；步骤S104、脱吸附。锂离子吸附过程中使用的吸附剂包括如下按重量份计的各组分：HPL700提锂离吸附剂40‑60份、AMBERJET 1200H树脂20‑30份、甘氨酸接枝交联壳聚糖微球5‑8份。本发明公开的废旧动力电池中锂的绿色分离方法锂回收率和纯度高，能安全、快捷、高效地将废旧动力电池中的锂进行回收再利用，环保性和经济性佳，实用性足。

技术领域

本发明涉及资源回收利用技术领域，尤其涉及一种废旧动力电池中锂的绿色分离方法。

背景技术

锂电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、放电电压稳定、充放电快速和环保等优点，已经被广泛应用于手机、便携式电脑、照相机、摄像机、充电宝等领域。此外，它也是电动汽车、储能电站首选的高能动力电源，是新能源汽车的“生命线”。然而，近年来，随着动力电池用量急速增加，报废的动力电池也逐年大幅度增多。动力电池中的锂在地球上含量较少，属稀缺金属。因此，回收分离废旧动力电池中的锂显得非常有必要。

目前，有关废旧动力电池中锂的回收分离方法主要有：1、将废旧动力电池经一系列处理后，加入沉淀剂，将锂离子转化为沉淀后进行回收；2、将废旧动力电池经过一系列处理后，对处理后的物质进行培烧，使锂离子以氧化锂蒸汽的形式逸出，然后用水吸收后回收；3、将废旧动力电池经过一系列处理后，采用λ-MnO₂离子筛选择分离回收锂。然而，现有的这些废旧电池中锂的回收方法还或多或少存在着锂回收率低，纯度不高，经济性差，环境污染严重，实用性不足，难以在实际中普及应用。

为了解决上述问题，中国发明专利申请CN107828996A公开了一种三元锂离子电池正极材料的综合回收方法。该方法通过酸化浸出、化学除杂、加碱沉镍钴锰、蒸发浓缩、纯碱沉锂等工序得到最终产品。高方法在沉镍钴锰步骤时碱的消耗大，且镍钴锰沉淀较难过滤分离，同时沉淀会夹带部分锂离子，影响锂的回收率。

因此，开发一种锂回收率和纯度高，能安全、快捷、高效地将废旧动力电池中的锂进行回收再利用，环保性和经济性佳，实用性足的废旧动力电池中锂的绿色分离方法符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进资源回收利用技术的发展具有非常重要的意义。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种锂回收率和纯度高，能安全、快捷、高效地将废旧动力电池中的锂进行回收再利用，环保性和经济性佳，实用性足的废旧动力电池中锂的绿色分离方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种废旧动力电池中锂的绿色分离方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S101、高温培烧：将从废旧动力电池中获得的正极粉料通过定量给料机喂入Φ1.3×13m外热式回转窑，经过680-720℃高温焙烧2-5小时后，进入水冷螺旋破碎机进行冷却，得到培烧料；外热式回转窑内部通入的310-330℃高温气体（含氧量5%），保证原料在低氧状态下加热；窑外部采用热风炉780-810℃高温烟气加热；系统配备一套发热量为3.096×10⁶ kcal/h燃气热风炉系统，专门为外热式回转窑供热；外热式回转窑废气管道系统上设有换热器，可利用废气预热产生热水，为下级溶出工序供热；

步骤S102、溶出：将经过步骤S1得到的培烧料加入到硫酸铵的水溶液中形成分散系，利用废气预热产生热水为分散系供热，搅拌均匀后，过滤除去滤渣，得到含锂离子溶出液；

步骤S103、锂离子吸附：用吸附剂吸附含锂离子溶出液中的锂离子；

步骤S104、脱吸附：采用酸进行脱吸附，并将脱吸附液旋蒸除去过量的酸和水，得到锂盐。

优选的，步骤S102中所述硫酸铵的水溶液的质量百分浓度为8-12wt%。

优选的，步骤S102中所述培烧料、硫酸铵的水溶液的质量比为1:(3-5)。