[发明专利]一种废旧三元动力电池中金属材料回收方法

摘要

本发明涉及一种废旧三元动力电池中金属材料回收方法，属于电池材料回收与循环利用技术领域。首先将正负极混合粉末与磷酸溶液等反应，过滤得第一溶液；向其加入高锰酸钾溶液，回收二氧化锰，得到第二溶液，向其加入丁二酮肟溶液，得丁二酮肟镍沉淀和第三溶液，将丁二酮肟镍溶于盐酸，分离得到第四溶液，对其电沉积回收金属镍；再利用混合萃取剂萃取第三溶液中的钴离子，分离得有机相和第五溶液，用硫酸反萃取有机相中的钴，得第六溶液，对其电沉积回收金属钴；向第五溶液中加入碳酸钠溶液，回收碳酸锂。本发明采用温和且稳定的磷酸‑亚硫酸氢钠体系；将沉淀、萃取、电沉积多种提纯方法，互不干扰，分离效果好；回收的产物种类多，用途广。

主权项

1.一种废旧三元动力电池中金属材料回收方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)金属离子浸出：向废旧镍钴锰三元动力电池的正负极混合粉末中依次加入磷酸溶液和亚硫酸氢钠溶液，使反应体系中液体的体积与固体粉末的质量之比为10:1～30:1，单位为mL/g，磷酸的摩尔浓度为1.5～4mol/L，亚硫酸氢钠的摩尔浓度为0.05～0.1mol/L，在80～130℃下反应4～8小时，过滤，得到第一溶液；(2)锰的回收：在上述第一溶液中加入高锰酸钾溶液，进行反应，使反应液中高锰酸钾和锰离子的摩尔浓度比为1:1～2:1，反应液的pH值为1～3，反应时间为60min，过滤，得到第二溶液和二氧化锰沉淀；(3)镍的回收：在上述步骤(2)的第二溶液中加入丁二酮肟溶液，进行反应，使反应液中丁二酮肟和镍离子的摩尔浓度比为2:1～4:1，利用氢氧化钠或氢氧化钾溶液调节反应液的pH值为5～7，反应时间为40min，过滤，得到红色沉淀丁二酮肟镍和第三溶液，将丁二酮肟镍溶解于摩尔浓度为1mol/L的盐酸，过滤，得白色粉末丁二酮肟和第四溶液，对第四溶液进行电沉积，电沉积条件为：钛合金为阳极，不锈钢为阴极，电解质为氯化铵，温度为55～70℃，pH值为4～6，电流密度为200～400A/m²，得到金属镍；(4)钴的回收：以磺化煤油为稀释剂，将2‑乙基己基膦酸单‑2‑乙基己酯和磷酸三丁酯配制成混合萃取剂，混合萃取剂中，2‑乙基己基膦酸单‑2‑乙基己酯、磷酸三丁酯和磺化煤油的体积占比分别为：15％～30％、5％～10％和60％～80％，利用混合萃取剂萃取第三溶液中的钴离子，分离得到第一有机相和第五溶液，然后利用1mol/L的硫酸反萃取第一有机相中的钴离子，分离得到第二有机相和第六溶液，对第六溶液进行电沉积，电沉积条件为：钛合金为阳极，不锈钢为阴极，电解质为硫酸铵，温度为50～70℃，pH值为2～3，电流密度为200～300A/m²，得到金属钴；(5)锂的回收：在上述步骤(4)的第五溶液中加入碳酸钠溶液，使反应液中碳酸钠和锂离子的摩尔浓度比为1.5:1～2:1，在90～100℃下反应10～20min，过滤得到碳酸锂。