一种锂离子电池正极材料中锂的回收方法技术

本发明专利技术属于冶金技术领域，提供了一种锂离子电池正极材料中锂的回收方法。本发明专利技术以固体碳为还原剂，不添加其他化学试剂，避免其他杂质引入，缩短了提锂程序，提高了锂的回收率和纯度。对所述还原焙烧物料直接进行水浸提锂，避免锂在回收镍、钴、锰的工序损失，提高了锂的回收率。同时，负压蒸发结晶能快速脱除含锂浸出液中的水分，提高锂的结晶效率，避免空气中的二氧化碳与氢氧化锂反应，保证后续锂产品的纯度。另外，对所述还原焙烧物料进行水浸提锂，能够有效避免其他元素比如镍、钴和锰等元素的浸出，保证后续锂产品的纯度。因此，本发明专利技术的方法对锂的回收率高、纯度高。除此之外，本发明专利技术的回收方法中水浸提锂避免了酸碱消耗，可有效降低成本。低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池正极材料中锂的回收方法


[0001]本专利技术涉及冶金
，尤其涉及一种锂离子电池正极材料中锂的回收方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有比能量高、体积小和温度范围广的优势，被广泛应用于数码产品(比如手机、笔记本)和新能源汽车领域，随之产生了大量废旧锂离子电池。废旧锂离子电池含有价元素，其中Li占5～7％，是重要的二次资源。而我国锂资源紧缺，资源需求量大，严重依赖进口。因此，回收废旧锂离子电池中有价元素锂可实现资源的循环利用，经济效益显著，意义重大。目前回收锂离子正极材料中的有价元素锂主要是采用酸浸
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萃取
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沉淀的工艺，有价元素锂、钴、镍、锰经过酸浸同时溶出进入浸出液，浸出液经萃取分离钴、镍、锰后，获得的萃余液沉锂。公开号为CN107267759A的专利公开了一种锂离子电池正极材料的综合回收方法，介绍了正极材料加入浓硫酸和双氧水进行酸浸，所得浸出液经萃取剂P204、P507多级串联逆流萃取，获得含Ni、Co、Mn元素的有机相和含锂萃余液，有机相反萃得到Ni、Co、Mn溶液。该工艺萃取分离钴、镍、锰时，锂同时被萃入有机相，锂逐级分散流失，损失严重，导致锂回收率低，为70～80％。同时，公开号为CN112062143A的专利公开了一种以废旧锂离子电池为原料的无酸制备碳酸锂的方法，介绍了正极材料与氯化钙焙烧，水浸过滤提锂，加入硫酸锂将滤液中钙离子形成硫酸钙沉淀去除，再用碳酸钠沉锂。该工艺引入其他化学试剂，硫酸钙微溶，以硫酸钙沉淀的形式除钙不彻底，不可避免的引入了其他杂质元素，导致回收的锂产品纯度低。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池正极材料中锂的回收方法。本专利技术的回收方法使锂的回收率高和纯度高。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种锂离子电池正极材料中锂的回收方法，包括以下步骤：
[0006]将锂离子电池正极材料和固体碳还原剂混合后成型，将得到的成型体还原焙烧，得到还原焙烧物料；
[0007]将所述还原焙烧物料进行水浸提锂，所得含锂浸出液进行负压蒸发结晶，得到氢氧化锂。
[0008]优选地，所述固体碳还原剂包括炭黑、焦炭粉和石墨粉中的一种或多种。
[0009]优选地，所述锂离子电池正极材料包括镍钴锰酸锂、镍酸锂和钴酸锂中的一种或多种。
[0010]优选地，所述锂离子电池正极材料和固体碳还原剂的质量比为100：(8～20)。
[0011]优选地，所述成型体的压实密度为2.5～3.5g/cm3。
[0012]优选地，所述成型后，还包括将所得成型体进行烘干；所述烘干的温度为100～110℃，时间为6～10h。
[0013]优选地，所述还原焙烧包括依次进行低温还原焙烧和高温还原焙烧；所述低温还原焙烧的温度为350～450℃，真空度为15～100Pa，保温时间为2～5h；所述高温还原焙烧的温度为750～950℃，真空度为1～10Pa，保温时间为1～3h。
[0014]优选地，升温至所述低温还原焙烧的温度的速率为7～9℃/min，由低温还原焙烧温度升温至所述高温还原焙烧的温度的速率为3～5℃/min。
[0015]优选地，所述水浸提锂的条件包括：固液比为50g/L～200g/L，温度为25～95℃，时间为0.5h～3.5h。
[0016]优选地，所述负压蒸发结晶的真空度为0.01～0.05MPa，温度为60～90℃；
[0017]所述负压蒸发结晶在搅拌的条件下进行，所述搅拌的速度为250～450r/min。
[0018]本专利技术提供了一种锂离子电池正极材料中锂的回收方法，包括以下步骤：将锂离子电池正极材料和固体碳还原剂混合后成型，将得到的成型体还原焙烧，得到还原焙烧物料；将所述还原焙烧物料进行水浸提锂，所得含锂浸出液进行负压蒸发结晶，得到氢氧化锂。本专利技术以固体碳为还原剂，不添加其他化学试剂，避免其他杂质引入，缩短了提锂程序，提高了锂的回收率和锂的纯度。对所述还原焙烧物料直接进行水浸提锂，避免锂在回收镍、钴、锰的工序损失，提升了锂的回收率。同时，负压蒸发结晶能快速脱除含锂浸出液中的水分，提高锂的结晶效率，避免空气中的二氧化碳与氢氧化锂反应，保证后续锂产品的纯度。另外，对所述还原焙烧物料进行水浸提锂，能够有效避免其他元素比如镍、钴和锰等元素的浸出，保证后续锂产品的纯度。因此，本专利技术的回收方法对氢氧化锂的回收率高、纯度高。除此之外，本专利技术的回收方法中水浸提锂避免了酸碱消耗，可有效降低成本。
具体实施方式
[0019]本专利技术提供了一种锂离子电池正极材料中锂的回收方法，包括以下步骤：
[0020]将锂离子电池正极材料和固体碳还原剂混合后成型，将得到的成型体还原焙烧，得到还原焙烧物料；
[0021]将所述还原焙烧物料进行水浸提锂，所得含锂浸出液进行负压蒸发结晶，得到氢氧化锂。
[0022]在本专利技术中，如无特殊说明，本专利技术所用原料均优选为市售产品。
[0023]本专利技术将锂离子电池正极材料和固体碳还原剂混合后成型，将得到的成型体还原焙烧，得到还原焙烧物料。
[0024]在本专利技术中，所述锂离子电池正极材料优选包括镍钴锰酸锂、镍酸锂和钴酸锂中的一种或多种。在本专利技术中，所述锂离子电池正极材料的粒径优选为≤100μm。在本专利技术中，所述锂离子电池正极材料优选通过将锂离子电池进行拆解得到。本专利技术对所述拆解的操作不做具体限定，采用本领域技术人员熟知的拆解手段即可。
[0025]在本专利技术中，所述固体碳还原剂优选包括炭黑、焦炭粉和石墨粉中的一种或多种，进一步优选为炭黑；所述炭黑优选为冶金炭黑。在本专利技术中，所述固体碳还原剂的粒径优选≤100μm。
[0026]在本专利技术中，所述所述锂离子电池正极材料和固体碳还原剂的质量比优选为100：(8～20)，进一步优选为100：(9～18)，更优选为100：(10～15)。本专利技术将锂离子电池正极材料和固体碳还原剂的质量比控制为100：(8～20)能够有效地还原锂离子电池正极材料，锂
离子电池正极材料中的锂形成易溶于水的氧化锂。加入的固体碳还原剂过少，锂离电子池正极材料不能有效地被还原，同时被还原出的部分锂形成溶解度较低的碳酸锂，由于固体碳还原剂过少，形成的碳酸锂在高温真空条件下不能被碳分解成氧化锂。
[0027]在本专利技术中，所述混合的方式优选为球磨混合，所述球磨混合优选为干法球磨混合；所述干法球磨混合的转速优选为200～400r/min，时间优选为10～60min。
[0028]在本专利技术中，所述成型体的压实密度优选为2.5～3.5g/cm3。在本专利技术中，所述成型优选包括压制成型；本专利技术对所述成型的压力和时间不做具体限定，只要能够使成型得到的成型体的压实密度为2.5～3.5g/cm3即可。本专利技术将成型体的压实密度控制为2.5～3.5g/cm3能够有利于增大锂离子电池正极材料和固体碳还原剂接触面积本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极材料中锂的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：将锂离子电池正极材料和固体碳还原剂混合后成型，将得到的成型体还原焙烧，得到还原焙烧物料；将所述还原焙烧物料进行水浸提锂，所得含锂浸出液进行负压蒸发结晶，得到氢氧化锂。2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述固体碳还原剂包括炭黑、焦炭粉和石墨粉中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述锂离子电池正极材料包括镍钴锰酸锂、镍酸锂和钴酸锂中的一种或多种。4.根据权利要求1或2或3所述的回收方法，其特征在于，所述锂离子电池正极材料和固体碳还原剂的质量比为100：(8～20)。5.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述成型体的压实密度为2.5～3.5g/cm3。6.根据权利要求1或5所述的回收方法，其特征在于，所述成型后，还包括将所得成型体进行烘干；所述烘干的温度为100～110℃，时间为6～10h...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐建兵，陈东英，李忠岐，赖耀斌，梁鑫，赖兰萍，郭家旺，张选旭，张积锴，陈后兴，王明，伍莺，胡小洣，曾鹏，
申请(专利权)人：赣州有色冶金研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：