一种回收镍钴锰锂的方法技术

本发明专利技术提供了一种回收镍钴锰锂的方法，所述方法包括以下步骤：(1)对含镍钴锰锂的料液进行除杂处理，得到水相1和含铁铝渣；(2)将步骤(1)得到的水相1使用萃取剂A进行一步萃取，得到杂质负载有机相和水相2；(3)将步骤(2)得到的水相2使用萃取剂B进行二步萃取，得到镍钴锰负载有机相和水相3；(4)将步骤(3)得到的镍钴锰负载有机相依次进行洗涤及反萃，得到含镍钴锰的溶液；(5)对步骤(3)得到的水相3进行沉锂处理，得到水相4和富锂产品；(6)对步骤(5)得到的水相4进行除油处理、结晶处理，得到硫酸钠产品，本发明专利技术所述方法可以对含镍钴锰锂电池料液中的镍钴锰实现同步萃取回收。

【技术实现步骤摘要】
一种回收镍钴锰锂的方法
本专利技术涉及资源回收领域，具体涉及一种回收镍钴锰锂的方法。
技术介绍
镍钴锰三元正极材料循环性能好、结构稳定、性价比高，是新型锂离子电池正极材料，广泛应用于新能源汽车行业，锂离子电池的需求规模也不断扩大，于此同时带来的是废旧锂离子电池的数量也是与日剧增。若废旧锂电池被随意丢弃，不仅严重污染环境，而且还会造成有价金属资源大量浪费，而解决这一问题的最佳途径就是实现镍钴锰锂回收再利用，应此对废旧锂电池的回收再利用有环境效应和市场效应的双重效应。湿法冶金是利用浸出剂将矿石、精矿、废电池正极材料及其他物料中有价金属组分溶解在溶液中或以新的固相析出，进行金属分离、富集和提取的科学技术，具有能耗低，污染小、资源利用率高等特点，一直以来被众多研究者持续关注并不断发展。CN111519031A公开了一种废旧动力锂电池黑粉中回收镍钴锰锂的方法，其使用硫酸浸出后，滤液使用石灰乳对镍钴锰进行沉淀富集，对过滤后含锂滤液使用碳酸钠沉淀富锂，得到碳酸锂，镍钴锰富集物使用硫酸浸出，得到pH值为1～2的滤液，使用碱液调整滤液pH值至4～5，去除铁铝，而后使用P204萃取锰，反萃后获得硫酸锰溶液，使用碳酸钠沉淀锰，得到碳酸锰产品，采用皂化后的P507萃取萃余液中的Co，反萃后获得硫酸钴溶液，反萃结晶后得到CoSO4·7H2O产品，最后采用P507萃取该萃余液中Ni，反萃结晶后获得NiSO4·6H2O产品。该工艺有两次的酸浸，造成酸耗量增加，提高分别回收镍钴锰锂元素的分离成本高，工艺流程长。CN105483382A公开了一种从含镍钴锰锂废渣中同步回收镍钴锰锂的方法，其采用加入次氯酸盐或硝酸等氧化剂，调节pH，先将浸出液中的Fe、Al除去，得到除Fe、Al后的萃余液；再采用Mextral984H或CP50萃取剂，调节pH，将萃余液中的Cu除去；然后采用P507，煤油作稀释剂，调节pH，将萃余液中的Zn和少量Mn萃取除去，采用稀硫酸洗涤后采用硫酸反萃含Zn和少量Mn的有机相，获得含Zn和少量Mn的反萃液，反萃液中Zn和Mn采用P204萃取分离；最后采用磷酸三丁酯和新葵酸混合萃取剂同步萃取Ni、Co、Mn，得到含Ni、Co、Mn有机相用稀硫酸洗涤以去除钙镁杂质，采用硫酸反萃后得镍钴锰锂混合溶液。该工艺流程复杂，采用混合萃取剂，运行不稳定。上述方案存在有工艺流程复杂、成本高且回收效率低等问题，因此开发一种流程简单、成本低且效率高的回收镍钴锰锂的方法是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种回收镍钴锰锂的方法，所述方法对金属离子分离效果好，通过利用萃取剂及萃取pH值间的耦合作用，优势在于将含镍钴锰锂电池料液中的镍钴锰实现同步萃取回收，且不受钙、镁等杂质金属离子的影响，操作简单，降低了分别回收镍、钴、锰的分离成本及杂质金属离子的提取净化成本，此外，所采用羧酸类萃取剂水溶性小，可循环利用。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种回收镍钴锰锂的方法所述方法包括以下步骤：(1)对含镍钴锰锂的料液进行除杂处理，得到水相1和含铁铝渣；(2)将步骤(1)得到的水相1使用萃取剂A进行一步萃取，得到杂质负载有机相和水相2；(3)将步骤(2)得到的水相2使用萃取剂B进行二步萃取，得到镍钴锰负载有机相和水相3；(4)将步骤(3)得到的镍钴锰负载有机相依次进行洗涤及反萃，得到含镍钴锰的溶液；(5)对步骤(3)得到的水相3进行沉锂处理，得到水相4和富锂产品；(6)对步骤(5)得到的水相4进行除油处理、结晶处理，得到硫酸钠产品；其中，所述步骤(3)所述萃取剂B包括羧酸类萃取剂BC197；所述羧酸类萃取剂结构式如式Ⅰ所示：其中，-C8H17为直链或支链烷烃基团。通过本专利技术提供的方法，将含镍钴锰锂电池料液中的镍钴锰实现同步萃取回收，再使用沉锂实现锂富集回收，同时浓缩回收副产品硫酸钠，整个过程不受钙、镁等杂质金属离子的影响，操作简单，工艺运行稳定，降低了分别回收镍、钴、锰的分离成本及杂质金属离子的提取净化成本。同时，羧酸类萃取剂除杂率及对Ni、Co、Mn提取率均大于99.0％，硫酸反萃率大于99.5％。优选地，步骤(1)所述除杂处理使用的除杂剂包括硫酸钠和/或碳酸钠溶液。优选地，所述除杂剂的浓度为10～100g/L，例如：10g/L、20g/L、30g/L、40g/L、50g/L、60g/L、70g/L、80g/L、90g/L或100g/L等。优选地，步骤(2)所述一步萃取的萃取剂A为磷型萃取剂、羧酸类萃取剂或肟类萃取剂中的任意一种或至少两种的组合。本专利技术中，所述肟类萃取剂包括Mextral984H、Lix63或CP50中的任意1种或至少1种的组合，若料液中含有铜离子，则除杂萃取中优先选用肟类萃取剂来除去料液中的铜。优选地，所述羧酸萃取剂为BC191、BC192、BC194或BC196中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述萃取剂A的摩尔浓度为0.1～1.2mol/L，例如：0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L、0.4mol/L、0.5mol/L、0.6mol/L、0.7mol/L、0.8mol/L、0.9mol/L、1mol/L、1.1mol/L或1.2mol/L等。优选地，所述萃取剂A的稀释剂包括溶剂油、煤油、Escaid110、己烷、庚烷、十二烷中的任意一种或至少两种的组合。优选地，步骤(2)所述萃取剂A使用前需进行皂化处理。优选地，所述皂化处理使用的皂化剂为25～38％(例如：25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、36％或38％等)的碱性皂化剂。优选地，所述碱性皂化剂包括氢氧化钠溶液、氧化镁浆液、氢氧化钾溶液或氨水中的任意一种或至少两种的组合。优选地，步骤(3)所述萃取剂B的摩尔浓度为0.2～1.0mol/L，例如：0.2mol/L、0.3mol/L、0.4mol/L、0.5mol/L、0.6mol/L、0.7mol/L、0.8mol/L、0.9mol/L或1.0mol/L等。优选地，所述萃取剂B的稀释剂包括溶剂油、煤油、Escaid110、己烷、庚烷、十二烷中的任意一种或至少两种的组合，优选为煤油，进一步优选为磺化煤油。优选地，所述萃取剂B使用前需进行皂化处理。优选地，所述皂化处理使用的皂化剂为6～14mol/L(例如：6mol/L、7mol/L、8mol/L、9mol/L、10mol/L、11mol/L、12mol/L、13mol/L或14mol/L等)的碱性皂化剂。优选地，所述碱性皂化剂包括氢氧化钠溶液、氧化镁浆液、氢氧化钾溶液或氨水中的任意一种或至少两种的组合。优选地，步骤(3)所述二步萃取为多级逆流分馏萃取。本专利技术中，所述多级逆流分馏萃取是萃取分离操作法之一，含有被萃取物的水相及有机相分别从萃取器的两端流入，以相反方向流动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种回收镍钴锰锂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n(1)对含镍钴锰锂的料液进行除杂处理，得到水相1和含铁铝渣；/n(2)将步骤(1)得到的水相1使用萃取剂A进行一步萃取，得到杂质负载有机相和水相2；/n(3)将步骤(2)得到的水相2使用萃取剂B进行二步萃取，得到镍钴锰负载有机相和水相3；/n(4)将步骤(3)得到的镍钴锰负载有机相依次进行洗涤及反萃，得到含镍钴锰的溶液；/n(5)对步骤(3)得到的水相3进行沉锂处理，得到水相4和富锂产品；/n(6)对步骤(5)得到的水相4进行除油处理、结晶处理，得到硫酸钠产品；/n其中，所述步骤(3)所述萃取剂B包括羧酸类萃取剂BC197；所述羧酸类萃取剂结构式如式Ⅰ所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种回收镍钴锰锂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)对含镍钴锰锂的料液进行除杂处理，得到水相1和含铁铝渣；
(2)将步骤(1)得到的水相1使用萃取剂A进行一步萃取，得到杂质负载有机相和水相2；
(3)将步骤(2)得到的水相2使用萃取剂B进行二步萃取，得到镍钴锰负载有机相和水相3；
(4)将步骤(3)得到的镍钴锰负载有机相依次进行洗涤及反萃，得到含镍钴锰的溶液；
(5)对步骤(3)得到的水相3进行沉锂处理，得到水相4和富锂产品；
(6)对步骤(5)得到的水相4进行除油处理、结晶处理，得到硫酸钠产品；
其中，所述步骤(3)所述萃取剂B包括羧酸类萃取剂BC197；所述羧酸类萃取剂结构式如式Ⅰ所示：



其中，-C8H17为直链或支链烷烃基团。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述除杂处理使用的除杂剂包括硫酸钠和/或碳酸钠溶液；
优选地，所述除杂剂的浓度为10～100g/L。


3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述一步萃取的萃取剂A为磷型萃取剂、羧酸类萃取剂或肟类萃取剂中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述羧酸萃取剂为BC191、BC192、BC194或BC196中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述萃取剂A的摩尔浓度为0.1～1.2mol/L；
优选地，所述萃取剂A在使用前用稀释剂进行稀释；
优选地，所述稀释剂包括溶剂油、煤油、Escaid110、己烷、庚烷、十二烷中的任意一种或至少两种的组合。


4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述萃取剂A使用前需进行皂化处理；
优选地，所述皂化处理使用的皂化剂为质量浓度为25～38％的碱性皂化剂；
优选地，所述碱性皂化剂包括氢氧化钠溶液、氧化镁浆液、氢氧化钾溶液或氨水中的任意一种或至少两种的组合。


5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述萃取剂B的摩尔浓度为0.2～1.0mol/L；
优选地，所述萃取剂B在使用前用稀释剂进行稀释；
优选地，所述稀释剂包括溶剂油、煤油、Escaid110、己烷、庚烷、十二烷中的任意一种或至少两种的组合，优选为煤油，进一步优选为磺化煤油；
优选地，所述萃取剂B使用前需进行皂化处理；
优选地，所述皂化处理使用的皂化剂为摩尔浓度为6～14mol/L的碱性皂化剂；
优选地，所述碱性皂化剂包括氢氧化钠溶液、氧化镁浆液、氢氧化钾溶液或氨水中的任意一种或至少两种的组合。


6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述二步萃取为多级逆流分馏萃取；
优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪，
申请(专利权)人：北京博萃循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11