从电极废料中回收有价金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种从含镍、钴、钨、氧和锂的电极废料中回收有价金属的方法。所述方法包括以下步骤：将电极废料与还原剂混合，在流动气氛条件下热研磨或煅烧处理，得到混合料；将所得混合料水浸，分离，得到含锂溶液和一次滤渣；将所得一次滤渣进行碱浸，分离，得到含钨溶液和二次滤渣。本发明专利技术的方法解决了现有技术无法有效回收含钨废旧锂离子电池废料中有价金属的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
从电极废料中回收有价金属的方法


[0001]本专利技术涉及电极废料回收
，涉及一种从电极废料中回收有价金属的方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有诸多优异性能，在手机、笔记本电脑等移动设备中广泛使用。然而为了进一步提高锂离子电池的导电性和稳定性，采用高价金属离子对锂离子电池改性，其中采用钨酸锂及钨氧化物改性后的锂离子电池可逆容量、倍率性和稳定性都得到了较好的提升。据初步统计，锂离子电池产量从2010年的10亿只增加到2019年的157亿只，随着大量锂离子电池的报废与堆存，不仅会造成其中有价金属的浪费，还会占用大量土地资源，长期以往在自然条件下还会造成环境污染。
[0003]目前，现有的废旧锂离子电池回收方向主要有如下几个方面，一是采用还原酸浸，浸出液经萃取和反萃得到相应的盐溶液，盐溶液再经闪蒸得到晶体盐，如硫酸盐、氯化盐等；二是浸出液浸出液经萃取-反萃工艺，除杂后的溶液经稀释至一定浓度后再制备相应的沉淀物；三是浸出液经萃取-反萃后，采用电沉积方式制备金属单质。上述方法虽然在一定程度能够解决废旧锂离子电池堆存问题，但涉及的工艺流程复杂，生产成本高，难以对废旧锂离子电池高值化回收。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种从电极废料中回收有价金属的方法。解决了现有技术中的方法无法有效回收含钨废旧锂离子电池废料中有价金属的问题。
[0005]为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种从电极废料中回收有价金属的方法，所述方法包括以下步骤：
[0007]将电极废料与还原剂混合，在气氛条件下进行热研磨或煅烧处理，得到混合料；将所述混合料水浸，分离，得到含锂溶液和一次滤渣，及
[0008]将所述一次滤渣进行碱浸，分离，得到含钨溶液和二次滤渣。
[0009]本专利技术对电极废料的种类不作限定，例如可以是含镍、钴、钨、氧和锂的电极废料，例如镍钴钨酸锂三元废料、钨掺杂的镍钴锰酸锂三元废料、及钨酸锂包覆的镍钴锰酸锂中的至少一种。
[0010]优选地，所述还原剂包括还原性气体、碳及还原性金属盐中的至少一种。
[0011]优选地，所述还原性气体为氢气、一氧化碳及甲烷中的至少一种。
[0012]优选地，所述碳为活性炭及焦炭中的至少一种。
[0013]优选地，所述还原性金属盐中的阳离子元素包括镍、钴及锰中的至少一种，阴离子包括S
2-、草酸根及亚硝酸根中的至少一种。
[0014]优选地，所述还原性金属盐为锰盐。
[0015]优选地，所述锰盐为硫化锰、草酸锰及亚硝酸锰中的至少一种。
[0016]优选地，所述电极废料与还原剂的摩尔比为2～8:1。
[0017]优选地，所述气氛条件为流动气氛条件。
[0018]优选地，所述流动气氛的气体为惰性气体、氮气、氢气、空气及氮氧混合气体中的至少一种，所述氮氧混合气体中，氧气的体积百分比小于5％。
[0019]优选地，所述热研磨处理的转速为200rpm～1000rpm，温度为30℃～100℃。
[0020]优选地，所述煅烧处理的温度为200℃～600℃，时间为10min～60min。
[0021]优选地，所述水浸过程的液固比为3～10:1L/kg，温度为20℃～50℃。
[0022]优选地，所述碱浸采用的浸出剂包括碳酸钠、碳酸氢钠及氢氧化钠中的至少一种。
[0023]优选地，所述方法还包括对所述二次滤渣进行还原酸浸的步骤。
[0024]优选地，所述还原酸浸采用的浸出剂包括酸以及还原组分，所述酸包括硫酸、盐酸及磷酸中的至少一种，所述还原组分包括双氧水、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、草酸及草酸盐中的至少一种。
[0025]优选地，所述酸浓度为1.5mol/L～2mol/L。
[0026]优选地，所述还原组分的质量含量为8％～15％。
[0027]优选地，所述方法还包括调节含钨溶液的pH至1-3，并鼓入氧气或空气，以制备钨酸沉淀的步骤。
[0028]作为本专利技术所述方法的进一步优选技术方案，所述方法包括以下步骤：
[0029]将镍钴钨酸锂废料和具有还原性的锰盐按摩尔比2～8:1混合，在流动气氛条件下采用热研磨或煅烧处理，得到混合料；所述镍钴钨酸锂废料为：钨氧化物和钨酸锂改性镍钴酸锂得到的镍钴钨酸锂及/或镍钴钨氢氧化物与氢氧化锂烧结制备的镍钴钨酸锂废料；
[0030]将所述混合料水浸，固液分离得到含锂溶液和镍钴锰钨滤渣；将所述镍钴锰钨滤渣加热碱浸，得到钨酸盐溶液，过滤得到含镍钴锰的滤渣和钨酸盐溶液；
[0031]将所述含镍钴锰的滤渣经还原酸浸得到镍钴锰混合溶液；及
[0032]调节所述钨酸盐溶液pH至1-3，并鼓入氧气或空气，得到钨酸沉淀。
[0033]本专利技术的优点将会在下面的说明书中部分阐明，一部分根据说明书是显而易见的，或者可以通过本专利技术实施例的实施例而获得。
具体实施方式
[0034]下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。
[0035]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。在不脱离本专利技术实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本专利技术实施例的保护范围。
[0036]本专利技术实施例部分提供了一种从含镍、钴、钨、氧和锂的电极废料中回收有价金属的方法，用以解决现有技术中的方法无法有效回收含钨废旧锂离子电池废料中有价金属的问题。
[0037]本专利技术实施例提供了一种从含镍、钴、钨、氧和锂的电极废料中回收有价金属的方
法，所述方法包括以下步骤：
[0038]将电极废料与还原剂混合，在气氛条件下进行热研磨或煅烧处理，得到混合料；
[0039]将所得混合料水浸，分离，得到含锂溶液和一次滤渣，及
[0040]将一次滤渣进行碱浸，分离，得到含钨溶液和二次滤渣。
[0041]本专利技术实施例提供的方法，通过将电极废料与还原剂混合，在气氛条件下热研磨或煅烧处理，钨和锂之间的金属键断开，部分钨和氧之间断键，若同时含有电极废料中常见的镍、钴等元素，也可以实现镍、钴等元素和锂之间的金属键断开，以及部分镍、钴和氧之间的断键。所得混合料中除锂以外的各元素以氧化物、单质或氢氧化物的形式存在，而锂元素以氧化锂的形式存在。经过混合料水浸步骤，锂转入溶液中，经分离得到含锂溶液和一次滤渣，一次滤渣中含钨，若电极废料中含镍、钴等金属元素，这些元素会留在一次滤渣中。
[0042]本专利技术实施例的方法，利用还原剂，在气氛条件下热研磨或煅烧处理，使钨和锂分离，若还有其他的电极废料常见的金属元素(比如镍、钴等)，可实现钨、锂以及其余元素三者的分离，得到钨产品、锂产品、以及其余本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从电极废料中回收有价金属的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将电极废料与还原剂混合，在气氛条件下进行热研磨或煅烧处理，得到混合料；将所述混合料水浸，分离，得到含锂溶液和一次滤渣，及将所述一次滤渣进行碱浸，分离，得到含钨溶液和二次滤渣。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电极废料为含镍、钴、钨、氧和锂的电极废料；优选地，所述电极废料包括镍钴钨酸锂废料、钨掺杂的镍钴锰酸锂废料及钨酸锂包覆的镍钴锰酸锂废料中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述还原剂包括还原性气体、碳及还原性金属盐中的至少一种；优选地，所述还原性气体为氢气、一氧化碳及甲烷中的至少一种；优选地，所述碳为活性炭及焦炭中的至少一种；优选地，所述还原性金属盐中的阳离子元素包括镍、钴及锰中的至少一种，阴离子包括S
2-、草酸根及亚硝酸根中的至少一种；优选地，所述还原性金属盐为锰盐；优选地，所述锰盐为硫化锰、草酸锰及亚硝酸锰中的至少一种；优选地，所述电极废料与还原剂的摩尔比为2～8:1。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述气氛条件为流动气氛条件；优选地，所述流动气氛的气体为惰性气体、氮气、氢气、空气及氮氧混合气体中的至少一种，所述氮氧混合气体中，氧气的体积百分比小于5％。5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述热研磨处理的转速为200rpm～1000rpm，温度为30℃～100℃；优选地，所述煅烧处理的温度为200℃～600℃，时间为10min～60min。...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳海峰，杨琛，黄友元，贺雪芹，杨才德，杨顺毅，刘祺，
申请(专利权)人：深圳市贝特瑞纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：