废旧锂离子电池多组分资源化方法技术

本发明专利技术涉及一种废旧锂离子电池多组分资源化方法。其包括如下步骤：步骤S1、在机械破碎筛分后获得细粒级正负电极混合物、中粒级铜铝集流体a以及粗粒级外壳隔膜混合物；步骤S2、进行无氧焙烧处理，实现正极材料还原与赋磁，并在无氧焙烧处理后进行水浸提锂，过滤得到含锂水溶液以及提锂残渣，采用磁选实现提锂渣中正极材料的分选提纯；步骤S3、对上述磁选后得到的非磁性混合物进行泡沫浮选处理，以得到石墨以及铜铝集流体b；步骤S4、对上述铜铝集流体a与铜铝集流体b，基于密度差异，采用风力摇床进行分选提纯，以分别得到铜箔与铝箔。本发明专利技术有效实现废旧锂离子电池多组分的高效回收，工艺流程简单，易于操作，安全可靠。安全可靠。安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
废旧锂离子电池多组分资源化方法


[0001]本专利技术涉及一种方法，尤其是一种废旧锂离子电池多组分资源化方法。

技术介绍

[0002]废旧锂离子电池资源化是当前社会热点问题。当前，废旧锂离子电池资源化过程面临系列问题，具体问题主要有：1)、锂离子电池中的有机粘结剂难以高效脱除，导致电极材料回收效率较低；2)、混合破碎后，正、负极电极材料混合在一起，难以高效分离，降低了后续分离纯化效率；3)、正极材料中的镍、钴、锰等金属以高价态形式存在，浸出过程需要加入大量的还原剂或者进行还原预处理，优先提锂效率较低。
[0003]综上，现有废旧锂离子电池资源化处理难以满足实际的应用需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种废旧锂离子电池多组分资源化方法，其有效实现废旧锂离子电池多组分的高效回收，能极大程度地缩短废旧锂离子电池的资源化流程，工艺流程简单，易于操作，安全可靠。
[0005]按照本专利技术提供的技术方案，一种废旧锂离子电池多组分资源化方法，所述多组分资源化方法包括如下步骤：
[0006]步骤S1、提供放电处理后的废旧锂离子电池，对所提供的废旧锂离子电池进行机械破碎筛分，在机械破碎筛分后获得细粒级正负电极混合物、中粒级铜铝集流体a以及粗粒级外壳隔膜混合物；
[0007]步骤S2、对上述获得的细粒级正负电极混合物进行无氧还原焙烧处理，以使得正极材料高效还原并赋磁；
[0008]无氧还原焙烧处理后进行水浸提锂并过滤，经过滤，得到含锂水溶液以及水浸提锂渣，其中，
[0009]对得到的含锂水溶液浓缩并采用碳酸盐沉锂，以得到碳酸锂；
[0010]对得到的水浸提锂渣进行磁选处理，以得到磁性正极材料以及非磁性混合物；
[0011]步骤S3、对上述磁选后得到的非磁性混合物进行泡沫浮选处理，以得到石墨以及细粒级铜铝集流体b；
[0012]步骤S4、对上述中粒级铜铝集流体a与细粒级铜铝集流体b，基于密度差异，采用风力摇床进行分选提纯，以分别得到铜箔与铝箔。
[0013]步骤S1中，机械破碎时，包括依次进行的撕碎破碎以及冲击式破碎，其中，依据所破碎锂离子电池形状及尺寸；
[0014]对废旧锂离子电池撕碎破碎后，采用风力分选脱除隔膜物，采用磁电分选脱除外壳料，以得到正负混合电极片，并对混合电极片进行二次冲击破碎；
[0015]经冲击式破碎后，采用0.2mm
‑
0.25mm筛网筛分获得细粒级正负电极混合物以及中粒级铜铝集流体a。
[0016]步骤S2中，对细粒级正负电极混合物进行无氧焙烧处理时，无氧焙烧处理的条件为：在惰性气体氛围中，采用700℃
‑
750℃无氧焙烧1.5小时
‑
2小时，所采用的惰性气体氛围包括流动氮气；
[0017]无氧焙烧时，以负极材料中的石墨作为还原剂，对正极材料进行还原并赋磁，以得到磁选处理物。
[0018]步骤S2中，在水浸提锂时，通过加入酸调节pH，以使锂元素转化为水溶性更高的锂盐；
[0019]在水浸提锂过程中，采用机械活化增强锂浸出，所述机械活化包括球磨机械活化。
[0020]步骤S2中，对水浸提锂渣进行磁选处理时，所采用的磁选处理为湿式磁选；
[0021]湿式磁选时，包括依次进行的第一磁选处理段以及第二磁选处理段，其中，第一磁选处理段的磁辊强度小于第二磁选处理段所采用的磁辊强度；
[0022]湿式磁选后，基于无还原剂酸浸
‑
萃取工艺，以得到与所采用酸浸相对应镍、钴、锰的浸出液。
[0023]步骤S3中，泡沫浮选处理时，向浮选料浆中添加所需的捕收剂与起泡剂，其中，捕收剂的用量为300g/t
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350g/t，起泡剂的用量为150g/t
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200g/t，调浆时间为10min
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15min，捕收剂与起泡剂添加间隔时间为5min
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10min。
[0024]所添加的捕收剂包括正十二烷或煤油。
[0025]所添加的起泡剂包括甲基异丁基甲醇或仲辛醇。
[0026]进行无还原剂酸浸
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萃取工艺时，采用无机酸进行酸浸并且酸浸过程无需额外添加还原剂。
[0027]步骤S2中，对含锂水溶液进行处理时，先进行浓缩处理，然后向含锂水溶液中添加沉锂所需的碳酸盐，以得到碳酸锂。
[0028]本专利技术的优点：通过无氧焙烧热处理实现了电极材料中的有机质脱除、电极材料解离、磁化特性调控、过渡金属还原等核心环节的高效协同，极大地缩短了废旧锂离子电池的资源化流程。在无氧焙烧时，利用负极材料石墨作为还原剂，即无需外加还原剂便实现了正极材料中高价态过渡金属的还原以及正极材料磁化特性调控，并通过磁选处理优先将磁性正极材料进行分离提纯，避免了杂质金属进入冶金环节，导致后续金属离子分离纯化困难。采用泡沫浮选法脱除负极材料石墨中的金属杂质，实现了负极材料的提纯，为后续高值化再利用奠定了基础，即有效实现废旧锂离子电池的全组分分离回收，工艺流程简单，易于操作，安全可靠。
附图说明
[0029]图1为本专利技术多组分资源化方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0030]下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0031]如图1所示：为了有效实现废旧锂离子电池多组分的高效回收，本专利技术废旧锂离子电池多组分资源化方法，具体地，所述多组分资源化方法包括如下步骤：
[0032]步骤S1、提供放电处理后的废旧锂离子电池，对所提供的废旧锂离子电池进行机
械破碎筛分，以在机械破碎筛分后获得细粒级正负电极混合物、中粒级铜铝集流体a以及粗粒级外壳隔膜混合物；
[0033]具体地，对废旧锂离子电池，采用本
常用的技术手段进行放电处理，具体放电处理的技术手段可以根据需要选择，以能满足对废旧锂离子电池放电处理为准。放电处理后，对废旧锂离子电池进行机械破碎筛分。
[0034]具体实施时，机械破碎时，包括依次进行的撕碎破碎以及冲击式破碎，通过调节撕碎与冲击破碎筛相应的网孔径来调节破碎时间，以获得最佳破碎效果，其中，
[0035]对废旧锂离子电池撕碎破碎后，采用风力分选脱除质量较轻的隔膜物，针对不同材质外壳采用磁电分选脱除外壳料，钢壳采用磁选，铝壳采用电选，以得到正负混合电极片，并对混合电极片进行二次冲击破碎；
[0036]经冲击式破碎后，采用0.2mm
‑
0.25mm筛网筛分获得细粒级正负电极混合物以及中粒级铜铝集流体a。
[0037]具体地，撕碎阶段采用单轴撕碎，冲击破碎阶段采用刀头、刀片混合搭配的冲击破碎机，在机械破碎时，撕碎破碎、冲击式破碎的具体工况可以根据需要选择确定，通过调节破碎机筛网尺寸、破碎转速等关键参数控制破碎效果；具体可采用本
常用的技术手段调节破碎机筛网尺寸、破碎转速等参数，具体与现有相一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废旧锂离子电池多组分资源化方法，其特征是，所述多组分资源化方法包括如下步骤：步骤S1、提供放电处理后的废旧锂离子电池，对所提供的废旧锂离子电池进行机械破碎筛分，在机械破碎筛分后获得细粒级正负电极混合物、中粒级铜铝集流体a以及粗粒级外壳隔膜混合物；步骤S2、对上述获得的细粒级正负电极混合物进行无氧还原焙烧处理，以使得正极材料高效还原并赋磁；无氧还原焙烧处理后进行水浸提锂并过滤，经过滤，得到含锂水溶液以及水浸提锂渣，其中，对得到的含锂水溶液浓缩并采用碳酸盐沉锂，以得到碳酸锂；对得到的水浸提锂渣进行磁选处理，以得到磁性正极材料以及非磁性混合物；步骤S3、对上述磁选后得到的非磁性混合物进行泡沫浮选处理，以得到石墨以及细粒级铜铝集流体b；步骤S4、对上述中粒级铜铝集流体a与细粒级铜铝集流体b，基于密度差异，采用风力摇床进行分选提纯，以分别得到铜箔与铝箔。2.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池多组分资源化方法，其特征是：步骤S1中，机械破碎时，包括依次进行的撕碎破碎以及冲击式破碎，其中，依据所破碎锂离子电池形状及尺寸；对废旧锂离子电池撕碎破碎后，采用风力分选脱除隔膜物，采用磁电分选脱除外壳料，以得到正负混合电极片，并对混合电极片进行二次冲击破碎；经冲击式破碎后，采用0.2mm
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0.25mm筛网筛分获得细粒级正负电极混合物以及中粒级铜铝集流体a。3.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池多组分资源化方法，其特征是，步骤S2中，对细粒级正负电极混合物进行无氧焙烧处理时，无氧焙烧处理的条件为：在惰性气体氛围中，采用700℃
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750℃无氧焙烧1.5小时
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2小时，所采用的惰性气体氛围包括流动氮气；无氧焙烧时，以负极材料中的石墨作为还原剂，对正极材料进行还原并赋磁，以得到磁选处理物。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张光文，王涛，袁雪，
申请(专利权)人：赣州天奇循环环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：