[发明专利]一种微波辅助回收废旧三元锂电池中有价金属的方法

说明书

本发明涉及一种微波辅助回收废旧三元锂电池中有价金属的方法，该方法用N‑N,二甲基吡咯烷酮浸泡废旧三元锂离子电池正极材料，将其中的正极部分与铝箔分离，然后将正极活性物质经煅烧，研磨，采用抗坏血酸和葡萄糖酸的混合酸作为浸出剂和还原剂，在微波温度下微波加热，得到含有价金属的浸取液，再将浸取液进行抽滤得到滤液和滤渣，本发明采用抗坏血酸和葡萄糖酸的混合酸作为浸出剂和还原剂，减少了有机酸的消耗量，并辅以微波加热进行浸出，缩短了浸出时间。该方法区别于传统浸出方法，通过微波加热对废旧三元锂电池正极材料中有价金属进行浸出，工艺简单、成本低、时间短、对环境友好，且能够保证高回收率和高纯度。

技术领域

本发明涉及一种微波辅助回收废旧三元锂电池中有价金属的方法，属于废旧三元锂电池回收领域。

背景技术

随着电动汽车的普及，锂离子电池被广泛应用于电动汽车的储能领域，动力电池市场的快速增长将不可避免地导致大量废旧锂电池的生产。

废弃的锂离子电池如果不回收，将破坏土壤、空气和水环境，会造成有价的金属元素(如锰Mn、钴Co、镍Ni和锂Li)的资源浪费，从废旧锂离子电池中回收有价金属具有经济和环境价值。

湿法冶金以其设备运行成本低、能耗低、操作简单、回收率高等优点越来越受到人们的重视。其中，酸浸是成本最低、效益最高、最简单且最环保的方法。采用盐酸、硫酸和硝酸等无机酸进行浸出，但无机酸具高腐蚀性，同时浸出过程中会产生Cl₂、SO_x、NO_x等有毒气体，出现二次污染问题。

所以近年来，柠檬酸，苹果酸，草酸，琥珀酸，酒石酸，乳酸，甲酸等有机酸作为浸出剂在浸取出废旧正极材料中的有价金属工艺中越来越受到欢迎。单一的有机酸作为浸出剂时，需高浓度的有机酸才能使正极材料完全溶解，混合有机酸浸出法，可以减少酸的消耗。

微波加热技术凭借对矿物中金属的反应速度快、回收率高，反应温度低、时间短和绿色环保等优点，广泛用于矿物浸出研究，是一种新兴的绿色冶金方法。

因此需要寻找一种混合有机酸在浸出过程中作为浸出剂和还原剂并辅以微波加热技术，使浸出工艺用酸量少、成本低、时间短、效率高和对环境友好。

发明内容

本发明的目的在于，提供了一种微波辅助回收废旧三元锂电池中有价金属的方法。该方法以混合酸抗坏血酸和葡萄糖酸作为浸出体系，辅以微波加热技术从废旧三元锂电池正极材料中浸出有价金属。一方面本发明采用抗坏血酸和葡萄糖酸的混合浸出体系，减少了有机酸的使用量。另一方面微波辅助浸出与传统浸出方法比较，减少了反应时间，提高了浸出效率。

本发明所述的一种微波辅助回收废旧三元锂电池中有价金属的方法，按下列步骤进行：

a、将废旧三元锂电池放电拆解后的正极部分浸泡在N-N,二甲基吡咯烷酮中，温度为80℃，搅拌2h，再超声1h，使铝箔与废旧三元锂电池中含有金属氧化物的正极活性物质分离，得到正极活性物质与N-N,二甲基吡咯烷酮的混合液；

b、将步骤a中得到的混合液经抽滤后，将其中的正极活性物质在烘箱中温度80℃烘12h，得到干燥的正极活性物质；

c、将步骤b中干燥后的正极活性物质在高温600℃下煅烧5h，再研磨1h，即得可供酸浸的正极活性物质粉末；

d、配置浓度为0-2mol/L的抗坏血酸溶液和浓度为0.5-1.5mol/L的葡萄糖酸溶液，按照固液比5-25g/L加入步骤c中正极活性物质，在微波温度50-90℃下微波加热3-15min，得到含有价金属的浸取液，再将浸取液进行抽滤得到滤液和滤渣，滤液用于ICP测试分析，得到各金属在滤液中的浓度，从而计算各金属的浸出率；

本发明一种微波辅助回收废旧三元锂电池中有价金属的方法，与现有技术相比，具有如下技术效果：