[发明专利]一种废弃三元锂离子动力电池的综合回收方法

摘要

一种废弃三元锂离子动力电池的综合回收方法，步骤如下：将废弃三元锂离子动力电池放电；拆解，采用NaOH溶液浸泡并进行超声波处理，经过筛分、洗涤、干燥、球磨，得到有价金属回收料；采用葡萄糖酸和盐酸进行浸出，并加入双氧水作为还原剂；浸出液中加入硫化钠溶液并通入硫化氢气体进行除铜；脱铜后的溶液萃取回收Co；萃余液回收Ni；蒸馏后回收Li。同时，还对Cu、Al和石墨进行回收。采用本方法，成本低、方法简单、有价金属回收率高。

主权项

1.一种废弃三元锂离子动力电池的综合回收方法，其特征在于，步骤如下：（1）将废弃三元锂离子动力电池在恒定电流条件下放电至1.5‑2.1V，放置20‑60min，继续在恒定电流条件下放电至0.8‑1.2V，放置20‑60min，将放电至0.8‑1.2V的废弃三元锂离子动力电池放入NaCl浓度为1‑7mol/L和KCl浓度为1‑7mol/L的混合溶液中浸泡1‑6h，取出并在20‑90℃烘干1‑6h，得到完全放电的废弃三元锂离子动力电池；（2）将步骤（1）得到的完全放电的废弃三元锂离子动力电池拆解，将其中得到的正极片，剪成片状，在30‑100℃按照每公斤正极片用10‑30L的浓度为0.3‑1mol/L的NaOH溶液浸泡，并进行超声波处理0.5‑3h，经过过滤、筛分去除铝箔、再分别用稀硫酸和去离子水洗涤、干燥，干燥温度为100‑300℃，干燥时间为1‑5h，然后在60‑80℃，真空度为0.05‑0.1MPa条件下进行球磨1‑5h，得到有价金属回收料；（3）将步骤（2）得到的有价金属回收料采用0.2‑3mol/L的葡萄糖酸和0.2‑3mol/L的盐酸进行浸出，固液比为15‑35g/L，并加入双氧水作为还原剂，浸出温度为50‑100℃，浸出时间为1‑7h，搅拌速率为100‑900r/min，固液分离，得到浸出液和浸出渣；（4）将步骤（3）得到的浸出渣采用0.5‑3mol/L的硫酸溶液浸出，硫酸浸出得到的浸出液用碱调节pH值为4‑6除去杂质Al、Fe后，采用碳酸或碳酸钠沉淀得到碳酸锰；（5）将步骤（3）得到的浸出液中加入0.5‑3mol/L的硫化钠溶液进行除杂，除杂的同时按照每升浸出液每分钟通入0.1‑1L的量通入硫化氢气体，得到硫化铜沉淀，过滤得到脱铜后的溶液；（6）将步骤（5）得到的脱铜后的溶液的pH值调节到3‑5，用P507作为萃取剂进行萃取，相比O/A为1‑3︰1‑3，萃取温度为30‑50℃，萃取时间为10‑120min，静置5‑20min，然后用150‑210g/L的硫酸溶液反萃取，相比O/A为1‑3︰1‑3，反萃取温度为30‑50℃，反萃取时间为10‑120min，静置5‑20min，向反萃液中加入饱和草酸溶液，在40‑70℃，搅拌20‑60min，搅拌速率为100‑300r/min，将固液分离得到的沉淀物用去离子水洗涤1‑5次，在70‑90℃干燥1‑10h，然后在300‑800℃煅烧得到氧化钴；（7）将步骤（6）的萃余液的pH值调节到2‑5，加入1‑3mol/L的硫酸溶液，升温到60‑90℃，再加入硫酸镍晶种，在真空度为0.05‑0.08MPa下降温到30‑45℃，真空抽滤，在80‑120℃下干燥得到硫酸镍；（8）将步骤（7）真空抽滤得到的滤液进行蒸馏除杂，然后向溶液中加入碳酸或碳酸钠，得到碳酸锂；（9）步骤（2）中完全放电的废弃三元锂离子动力电池拆解还得到负极片，将该负极片放入容器中，在80‑120℃下干燥0.5‑2h，使得负极片上的石墨与铜箔分离，回收其中的石墨；（10）在熔炼炉底部铺上一层8‑12cm厚的木炭层，将步骤（9）得到的铜箔加入该熔炼炉中，加热熔炼炉使得铜箔充分熔化，然后进行扒渣，将表面炉渣除去，之后加入还原剂进行脱氧，最后浇铸得到铜铸锭；（11）将步骤（2）筛分去除的铝箔高温熔化，加入冰晶石、氟化钠、氯化钾和氯化钠的混合熔剂，在700‑760℃进行搅拌，打渣，并进行合金化处理，获得的粗合金在700‑750℃再进行精炼除气，然后浇铸得到铝合金锭。