[发明专利]锂电池正极粉湿法回收产生的废渣的回收方法

说明书

本发明提供了一种锂电池正极粉湿法回收产生的废渣的回收方法。该回收方法包括：用硫酸水溶液溶解第一含金属废渣，并进行加热浸出，得到第一溶解液用稀释剂进行稀释，得到第一溶解液稀释液分别溶解第二含金属废渣、第三含金属废渣，得到第二溶解液、第三溶解液；最后将第二溶解液和第三溶解液混合，得到混合液加入引发剂触发氟化反应，得到含镍钴锰锂回收液。本发明将湿法冶金产生的三种主要废渣的处理巧妙地结合起来，通过协同处理，既解决了湿法冶金回收工艺中产生的废渣难以处理的问题，而且利用很低的代价实现了有价金属的最大可能性回收，而且简单易行，更加贴合实际，容易实现科学合理高效的工业化应用。

技术领域

本发明涉及锂电池回收技术领域，具体而言，涉及一种锂电池正极粉湿法回收产生的废渣的回收方法。

背景技术

目前绝大部分的废旧锂电池主要是靠湿法回收工艺路线处理，湿法回收工艺路线是将废旧锂电池经过放电、破碎、分选、筛分等步骤，得到正极粉，再将正极粉用酸、还原剂浸出镍钴锰锂金属，再加试剂进行除铁铝—除铜—除钙镁，得到精制的镍钴锰硫酸盐溶液，然后可以用于合成正极前驱体材料。

现有技术针对湿法冶金回收正极粉产生的废渣尚无完整和有效的解决办法。一般来说，如图1所示，湿法冶金工艺第一步，会利用酸浸(包括无机酸和有机酸)的方法把有价金属(镍钴锰锂)以游离态提取出来，同时加入还原剂以提高有价金属的回收率，不管用何种酸和还原剂，都会造成部分有价金属不能够一次性被提取出来，这是湿法冶金产生的第一个废渣—第一含金属废渣。为了提高有价金属的回收率和提高经济性，需要对第一含金属废渣进行二次浸出。第一含金属废渣的特点是粘结剂和导电剂含量高，导电剂一般为导电炭黑、乙炔黑、科琴黑等，这类物质一般具有疏水性强、密度低的特点，很难进行处理，目前市场并未有很好的解决办法。按照第一次浸出的方法进行二次浸出时，添加还原剂的时候特别容易造成冲料的现象，另外再加入还原剂工序更加繁琐，增加工艺成本。

第二步，浸出液中铝铁杂质的去除一般是加入调pH剂中和水解，将铁和铝元素以氢氧化物沉淀的形式来和其他离子进行分离，这是湿法冶金产生的第二个废渣—第二含金属废渣。由于在调节pH时，加入调pH剂时容易造成局部溶液过碱将镍钴锰沉淀出来，然后再溶解，随着pH的升高，氢氧化镍钴锰溶解的更加缓慢，所以调pH过程会把部分镍钴锰一起沉出来。同时，铝和铁在不断的沉淀—溶解—沉淀过程中极易形成无定形状态的胶体，含水量高，难以过滤，而且容易吸附镍钴锰锂等有价金属造成回收不彻底。因为第二含金属废渣大量的无定形的氢氧化铝，所以吸附的物质较多，而且含有部分因为局部过碱产生的氢氧化物，所以单独处理第二含金属废渣时，需要把铁铝元素分离开，目前并没有很好的处理方案，单独处理第二含金属废渣效果不好，碱处理第二含金属废渣的效果不佳，造成铝元素和其他有价金属元素分离不理想，铁元素无法分离。除铁铝的溶液中铝含量在5000ppm时，镍钴锰锂的损失率约为15％，可见处理第二含金属废渣是非常有必要的，尤其是在正极粉中铝含量较高的情况下显得更为关键。

第三步，用可溶性硫化物(硫化钠、硫化铵、硫化钾等)进行除铜，可以选择性深度除铜，产生的废渣量少，可以直接处理，得到含铁铝铜的溶液，然后向其中加入氢氧化钠，将镍钴锰以沉淀的形式和锂离子分离，将镍钴锰沉淀进行洗涤和溶解，得到待除钙镁溶液。