[发明专利]一种处理废旧镍钴锰三元锂电池氧化物的工艺方法

说明书

本发明涉及一种处理废旧镍钴锰三元锂电池氧化物的工艺方法，该方法包括以下步骤：⑴将废旧镍钴锰三元锂电池黑粉与浓硫酸搅拌均匀后，进行一段焙烧分别得到一段焙烧后的黑粉料和烟气A；烟气A通过一段烟气回收治理系统处理后达标排放；⑵一段焙烧后的黑粉料进行二段焙烧，分别得到二段焙烧后的黑粉料和烟气B；烟气B通过淋洗回收烟气中的三氧化硫形成酸水，且淋洗后的尾气达标排放；⑶二段焙烧后的黑粉料经水浸，分别得到水浸渣和pH为5.5~6.5的水浸液；⑷水浸渣与酸水混合后，泵入加压反应釜中，通入二氧化硫气体进行加压还原浸出镍钴锰，经液固分离分别得到加压渣、镍钴锰硫酸盐加压液和反应尾气。本发明高效短流程、无外排废水和外排尾渣。

技术领域

本发明涉及废旧镍钴锰三元锂电池正极材料综合回收利用技术领域，尤其涉及一种处理废旧镍钴锰三元锂电池氧化物的工艺方法。

背景技术

目前，三元锂电池正极材料多采用镍钴锰三元前驱体和碳酸锂高温烧结的工艺方法制作，因高温烧结，形成结构稳定的层状镍钴锰酸锂盐，同时在后续制作电池的过程中会加入有机粘结剂，而废旧镍钴锰三元锂电池经放电、拆解、粉碎、铜铝分离后得到的黑粉，多采用高温碳还原、氢还原、硫酸化焙烧、亚硫酸钠还原浸出等工艺方法处理，但这些方法均因黑粉结构稳定、镍钴锰难以浸出的原因，尚未形成经济可行的工业化成熟工艺。因此，如何采用经济可行的工艺方法进行三元锂电池黑粉的综合回用，已成为行业的瓶颈技术难点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高效短流程、无外排废水、无外排尾渣的处理废旧镍钴锰三元锂电池氧化物的工艺方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种处理废旧镍钴锰三元锂电池氧化物的工艺方法，包括以下步骤：

⑴将废旧镍钴锰三元锂电池黑粉与按浸出镍钴锰有价金属理论用酸量计的1.2~1.3倍的浓硫酸搅拌均匀后，进行一段焙烧分别得到一段焙烧后的黑粉料和烟气A；烟气A通过一段烟气回收治理系统处理后达标排放；

⑵所述一段焙烧后的黑粉料进入二段焙烧工序进行焙烧，分别得到二段焙烧后的黑粉料和烟气B；烟气B通过淋洗回收烟气中的三氧化硫形成酸水，且淋洗后的尾气达标排放；

⑶所述二段焙烧后的黑粉料经水浸，分别得到水浸渣和pH为5.5~6.5的水浸液；所述水浸液为含锂溶液，用于回收锂；

⑷所述水浸渣与所述步骤⑵所得的酸水混合后，泵入加压反应釜中，通入二氧化硫气体进行加压还原浸出镍钴锰，经液固分离分别得到加压渣、镍钴锰硫酸盐加压液和反应尾气； 所述加压渣返回所述步骤⑴；所述镍钴锰硫酸盐加压液进入后续镍钴锰回收工序；所述反应尾气经空气压缩机压缩后进入二氧化硫气体储罐，该储罐中的气体达到1.5~3.0MPa后通入加压反应釜重新利用。

所述步骤⑴中废旧镍钴锰三元锂电池黑粉按质量百分比计由下述组分组成：Li 6~10%、Ni 35~50%、Co 7~10%、Mn 2~16%、Cu 0.05%、Al 0.01~2.0%、C 1.0~1.5%，余量为杂质。

所述步骤⑴中一段焙烧的条件是指温度为180~200℃，焙烧时间为2~3h。

所述步骤⑵中二段焙烧的条件是指温度为450~550℃，焙烧时间为2~3h。

所述步骤⑶中水浸的条件是指水浸温度为60~80℃，水浸时间为1~2h，水浸液固比为5~8:1。

所述步骤⑷中加压还原浸出的条件是指液固比为8~10:1，温度为150~190℃，二氧化硫分压为0.1~0.3MPa，浸出时间为4~6h。

本发明与现有技术相比具有以下优点：