[发明专利]废旧锂离子电池浸出液的处理方法

说明书

本发明属于电池回收技术领域，公开了废旧锂离子电池浸出液的处理方法，包括：在废旧锂离子电池浸出液中加入络合剂，和电解对电极构建电解槽；向电解槽交替施加不对称的正向电压和逆向电压，直至废旧锂离子电池浸出液中的杂质金属离子浓度达到预期。本发明提供的去除锂离子电池浸出液中金属杂质离子的方法可以解决现有技术中除杂效率不高，价值金属锂损失严重，环境污染大的问题。

技术领域

本发明属于电池回收技术领域，具体涉及含锂浸出液的净化除杂。

背景技术

废旧锂离子电池的回收是国家实现长期可持续发展的必然要求。目前电池企业处理废旧锂离子电池的方法是：首先通过预处理得到正极粉末，接着热处理正极粉末得到焙料，焙料经过酸浸、洗涤、除杂、萃取、沉锂等步骤得到电池级碳酸锂和其他有价金属盐。为了得到高纯度的电池级碳酸锂（YST 582-2006），除杂过程流程复杂，工艺繁琐，如硫化钠除铜离子、氟化钠除铝离子、过氧化氢与氨水除铁离子等，除杂过程中使用多种添加剂，有价元素锂损失大，经济效益较低，环境污染严重。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种工艺流程简单、绿色无污染、杂质离子去除效率高、有价元素锂损失小的废旧锂离子电池浸出液的处理方法。

将废旧锂离子电池进行放电、拆解、去集流体、浮选等过程，得到废旧锂离子电池正极活性物质粉末；废旧锂离子电池正极活性物质粉末经过湿法浸出得到含锂离子及少量杂质金属离子如Al³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺的废旧锂离子电池浸出液。

为实现上述目的，本发明具体提供以下技术方案。

一种废旧锂离子电池浸出液的处理方法，包括以下步骤：在废旧锂离子电池浸出液中加入络合剂，和电解对电极构建电解槽；向电解槽交替施加不对称的正向电压和逆向电压，直至废旧锂离子电池浸出液中的杂质金属离子浓度达到预期。

络合剂与杂质金属离子形成带负电的络合物，通过施加正向电压，带负电的杂质金属络合物与锂离子朝着相反的方向迁移，分别在阴阳极形成锂离子富集区和杂质离子富集区。再施加逆向电压，杂质离子富集区碳棒电极得到电子，发生还原反应，杂质金属离子被还原沉积在碳棒电极上；锂离子富集区碳棒电极失去电子，发生氧化反应，水分解产生氧气。

进一步地，在本发明的部分优选实施方式中，所述络合剂为EDTA（乙二胺四乙酸）、EDTA-2Na（乙二胺四乙酸二钠）、STPP（三聚磷酸钠）、H-501（有机多元磷酸聚合物）中的至少一种，进一步优选为EDTA。

进一步地，在本发明的部分优选实施方式中，所述络合剂的添加摩尔量与杂质金属离子的摩尔量的比值为0.3~1.2：1。

进一步地，在本发明的部分优选实施方式中，所述对电极为改性碳棒电极或惰性电极。

进一步地，所述惰性电极为铂电极。

进一步优选对电极为改性碳棒电极，改性碳棒电极可以提高杂质金属离子的还原电位。

进一步地，在本发明的部分优选实施方式中，所述正向电压为3~7V，优选为3~5V；所述逆向电压为6~14V，优选为10~14V。

进一步地，在本发明的部分优选实施方式中，正向电压的持续时间低于逆向电压的持续时间。

进一步地，正向电压的持续时间为0.2~0.7ms，逆向电压的持续时间为1~3ms。

进一步地，在本发明的部分优选实施方式中，还包括以下步骤：向杂质金属离子浓度小于10ppm的废旧锂离子电池浸出液中通入CO₂，然后蒸发、浓缩，得到碳酸锂和含络合剂的浓缩液；含络合剂的浓缩液循环利用。