[发明专利]一种废旧锰酸锂电池电极材料浮选分离方法

说明书

本发明属于废旧电池回收利用技术领域，尤其涉及一种废旧锰酸锂电池电极材料浮选分离方法。本方法通过对正负极混合物料进行三段加热搅拌水洗以脱除正负极物料表面的有机物，扩大其表面疏水性差异，同时对浮选用水进行水力空化处理，以产生纳米起泡，从而提高正负极混合物料浮选分离效率；在粗选基础上对得到的泡沫产品和沉渣分别进行两段精选和一段扫选处理，以得到较高纯度的锰酸锂正极材料和石墨产品。本发明能够实现废旧锰酸锂正负极混合物料的高效分离，且操作方便，流程简单，生产成本低，易于工业化生产。

技术领域

本发明属于废旧锂电池回收利用技术领域，尤其涉及一种废旧锰酸锂电池电极材料浮选分离回收方法。

背景技术

随着社会的发展，当今世界能源结构正逐步发生改变，煤、石油等传统能源的不断消耗会引发一系列的环境以及经济问题，也给人们的生活带来了极大的困扰，因此，绿色能源的发展至关重要。电能作为储能用途最广泛、最清洁的二次能源之一而备受关注，而锂离子电池因由于具有高能量密度、长循环寿命、无记忆效应等优势而被广泛应用于消费电子产品、电动汽车和规模静态储能等领域。

由于锂离子电池经过无数次充放电循环后，易面临电极膨胀、容量衰减等缩短其使用寿命的问题，加之人们总是趋向于追求高性能电子产品，这些因素使锂离子电池经一段时间使用后不得不报废或提前进入报废阶段。目前，由于电动汽车行业处于爆发式增长阶段，因此未来几年动力锂离子电池的回收将面临巨大的压力。对废旧锂电池的回收利用提出了新的要求，倘若无法得到妥善处置，不仅会造成资源的浪费，也会带来一定的环境问题。因此，开展废旧锂电池高效回收利用方面的研究不仅能够具有重要的经济和社会意义。

锂电池由正极、负极、电解液、隔膜等物质组成。通常情况下，废旧锂电池的回收利用需要先进行拆解、放电、破碎、筛分、色选、重选等预处理作业以回收得到铜箔、铝箔、正负极混合物料等有价组分，之后再采用物理、化学或物理-化学联合方法进一步对正负极混合物料进行分离回收。众多分离回收手段中，浮选因具有清洁、高效、环保、生产成本低等众多优点而成为正负极混合物料分离的重要手段，也越来越受到人们的关注。废旧锂电池需要先进行机械预处理，选择性破碎行为能够使电极活性材料和隔膜、外壳等其他组分因粒度差异明显而分离，从而获得具有高经济价值的正负极电极黑色粉末。由于锰酸锂正极活性物质属于离子型结构，亲水性好；而负极材料石墨是分子型结构，疏水性好，正负极电极材料表面疏水性存在较大差异，使得浮选成为两者高效分离的首选方法。然而，通常情况下破碎后的正负极电极材料混合物表面都粘附着一层有机物，这类有机物的主要组成成分是聚偏氟乙烯、六氟磷酸锂等，覆盖在电极材料表面造成正负极电极材料表面性质相近，最终导致电极材料直接浮选分离效果差。因此，针对这一问题，开发一种锰酸锂电极材料预处理及高效浮选分离的分离回收方法具有重要意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种废旧锰酸锂电极材料的浮选分离回收方法，以解决当前存在的当前废旧电池物料浮选回收过程中存在的正负极混合物料分离困难以及细粒物料难以回收等问题，该方法操作简单，绿色高效，易于实现工业化生产。

为实现上述目的，本发明提供了一种废旧锰酸锂电极材料的浮选分离回收方法，包括以下步骤：

一种废旧锰酸锂电池电极材料浮选分离方法，包括以下步骤：

(1)对混合物料进行三段加热搅拌水洗。

(2)将起泡剂加入自来水并进行水力空化处理以产生纳米气泡。

(3)将洗涤物料与空化处理后的水混合置于浮选槽并进行搅拌，搅拌过程依次加入分散剂和抑制剂，并进行无捕收剂粗选作业，以获得泡沫产品和沉渣。

(4)对粗选泡沫产品进行两段精选作业，沉渣顺序返回，一段精选加入抑制剂和捕收剂；二段精选仅添加起泡剂，最终泡沫产品为石墨精矿产品。

(5)对粗选沉渣进行一段扫选作业，扫选过程只添加捕收剂，扫选沉渣为磷酸铁锂正极材料产品，扫选泡沫产品返回粗选作业。