【技术实现步骤摘要】
锂离子电池电极粉料回收方法及系统
[0001]本专利技术涉及锂离子电池电极回收利用
，特别是涉及一种低成本、短流程的锂离子电池电极粉料回收方法及系统。
技术介绍
[0002]随着新能源汽车的快速发展，作为新能源汽车心脏的动力电池用量也是水涨船高。伴随着锂电池迅猛发展，接下来则是汹涌的废旧锂离子电池退役潮。受制于资源，环保以及安全的多重压力，废旧锂离子电池的综合回收成为了必须要面对的重要课题。近年来关于锂电池回收的工艺的研究如火如荼，有些工艺已经成功应用到了工业化生产中并取得了良好的效益。废旧锂离子电池的回收工艺类型虽然繁多复杂，但可大致分为三个步骤：电池拆解及破碎，热处理及物理分选，电极粉料和综合回收。电极粉料所蕴含的镍，钴，锰，锂这四种元素回收价值极大，是整个电池回收环节的重中这重。
[0003]目前较常见的处理工艺主要有以下几种：
[0004]①
综合法和离子交换法。首先，采用稀盐酸充分溶解已分离的正极材料，除杂，离心分离，调节上层液至pH值碱性并通入纯氧气氧化钴和镍为三价离子；然后，将溶液反复通过弱酸性阳离子交换树脂，用不同浓度的硫酸铵溶液洗脱分离钴、镍，用硫酸洗脱钴配合物，同时使阳离子交换树脂再生，最后用草酸盐沉积钴和锂。
[0005]②
沉淀法。采用H2SO4+H2O2对已分离集流体的正负极混合活性物质在线浸出，浸出滤液中的杂质采用黄钠铁矾法除铁，萃取分离铜，水解沉淀除铝，后配入适量的硫酸镍、硫酸锰或硫酸钴，然后采用碳酸盐共沉淀法制备镍钴锰碳酸盐前驱体。>[0006]③
共沉淀。采用氢氧化钠溶液充分溶解分离的正极碎片，经P2O4除杂后加入H2SO4与H2O2混合溶液还原含镍、钴、锰的溶液，采用硫酸镍、硫酸锰或硫酸钴调整溶液摩尔比至1：1：1，加入一定量的NH3制备镍、钴、锰三元前驱体，最后在三元前驱体中加入碳酸锂经高温烧结得到镍、钴、锰酸锂三元正极材料。
[0007]中国申请CN109593963A公开了一种从废旧锂电池中选择性回收有价金属的新方法。首先采用硫酸对废旧三元锂离子电池正负极粉末进行浸出；然后对浸出液通过萃取提取硫酸镍和硫酸钴，或添加氢氧化钠得到氢氧化镍钴沉淀；最后向剩余溶液中添加碳酸钠沉锂得到碳酸锂。
[0008]中国申请CN109666799A公开了一种从废旧锂电池材料中分离回收有价金属的方法及其应用。首先将电池正极材料利用硫酸和还原剂(葡萄糖、蔗糖、维C、葡萄籽、硫代硫酸钠和亚硫酸钠中的一种或多种)进行浸出；然后向浸出液中加入添加剂调整pH值为10～12，使浸出液中的镍、钴和锰离子共沉淀，过滤得到含镍钴锰沉淀物和锂离子溶液；最后将锂离子溶液浓缩到20～45g/L，加入过量的无水碳酸钠进行反应，得到沉淀物碳酸锂。
[0009]中国申请CN109721110A公开了一种从废旧锂电池回收的活性物质中获取镍钴锰氢氧化物的方法。首先将由废旧动力锂电池得到的镍钴锰浸出液在
‑
20℃～10℃下保温搅拌0.1～5h，滤除析出的结晶盐，得到镍钴锰硫酸盐溶液；然后调节上述镍钴锰硫酸盐溶液
中镍钴锰离子总浓度为1～3mol/L，加氨水至体系pH＝8～10进行络合反应，而后再调节反应体系pH＝10～12，调节后陈化，过滤的滤饼洗涤干燥得到镍钴锰三元素复合氢氧化物。
[0010]中国申请CN111261967A公开了一种废旧锂电池的回收方法及回收制备的电池级镍钴锰混合晶体。该方法首先分选出正极粉料，制成浆料并浸出，除去杂质后加入沉淀剂(碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢氨、氢氧化钠、氨水中的任意一种或几种)，经固液分离，得镍钴锰渣和含锂溶液。
[0011]本申请专利技术人发现，包括上述文献的现有技术中，采用中和沉淀法进行回收处理时，中和试剂均采用氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢氨、氨水的一种或几种，这些中和试剂可以归纳为钠基试剂或铵基试剂。而在电极粉料的硫酸浸出液的体系中无论是采用上述的钠基还是铵基试剂进行中和，中和产物都会产生与之对应的可溶于水的硫酸盐，例如，采用氢氧化钠中和则会有硫酸钠产生，采用氨水则会有硫酸铵产生；然而，这些溶于水的硫酸盐就必须要通过蒸发结晶才能从体系中去除，而无论是采用蒸汽多效蒸发还是MVR蒸发，其能耗都是巨大的；并且这些试剂也相对较贵，生产过程的试剂成本较高。另外一方面，本申请专利技术人还发现，在随后的生产碳酸锂的环节，传统工艺均采用碳酸钠作为沉锂剂来进行沉淀碳酸锂，这也避免不了产生硫酸钠，而这部分含盐溶液也要通过蒸发结晶才能从体系中排除，同样道理这一工序也存在能耗偏高的缺点。
技术实现思路
[0012]本专利技术的一个实施方式，其目的在于提供一种锂离子电池电极粉料回收方法和系统。上述目的可以是通过以下技术方案的实施方式实现：
[0013]根据本专利技术的一实施方式，提供的一种锂离子电池电极粉料回收方法，包括：对电极粉料进行酸浸出，对浸出液净化得到净化后浸出液；采用钙基中和剂对所述净化后浸出液进行中和沉淀，采用旋流器分离，得到含锂滤液，对所述含锂滤液除杂得到含锂溶液；采用二氧化碳对所述含锂溶液进行沉锂，得到沉锂后液和碳酸锂料浆。
[0014]可选地，所述钙基中和剂包括氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙中的一种或多种，采用所述钙基中和剂调节净化后浸出液pH值为9～10。
[0015]可选地，采用二氧化碳对所述含锂溶液进行沉锂的步骤中，包括：将二氧化碳与含锂溶液在文氏管中混合，混合后采用旋流沉降方法进行沉锂，沉锂过程中收集二氧化碳并将其返回文氏管中进行循环利用。
[0016]可选地，还包括：将所述沉锂后液作为pH调节剂返回浸出液净化，和/或，将所述沉锂后液返回酸浸出进行再处理。
[0017]可选地，还包括：将部分碳酸锂料浆用于浸出液净化，将部分碳酸锂料浆用于对含锂滤液除杂，将其余的碳酸锂料浆经过滤得到碳酸锂产品。
[0018]可选地，对浸出液净化的步骤中，包括：调节浸出液的pH值为2.5～4.5，过滤得到滤渣和去除铁和铝的净化后浸出液，对所述滤渣进行洗涤得到用于外售的铁铝渣，并将洗液返回酸浸出；其中，所述净化后浸出液中的铁和铝的含量均＜0.1g/L。
[0019]可选地，对所述含锂滤液除杂得到含锂溶液的步骤中，还包括：对滤渣进行处理，制备得到用于外售的碳酸钙和/或碳酸镁。
[0020]可选地，采用旋流器分离后，还得到底流和用于外售的镍钴锰沉淀，将所述底流经
酸洗后过滤得到用于外售的石膏，并将滤液返回至酸浸出；其中，酸洗时，酸溶液为稀酸溶液，pH值为1.5～2.0。
[0021]可选地，酸浸出时，采用两段浸出，浸出剂为硫酸，还原剂为双氧水；其中，对一段浸出液进行净化得到净化后浸出液；将二段浸出液返回至一段浸出并对二段滤饼洗涤得到用于外售的石墨渣，将洗液返回一段浸出。
[0022]可选地，所述电极粉料为锂离子电池拆解破碎过程中得到的混合物，包括正极粉料、负极粉料、以及其他金属及其化合物，其中其他金属包括铜、铁、铝、钙和镁。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池电极粉料回收方法，其特征在于，包括：对电极粉料进行酸浸出，对浸出液净化得到净化后浸出液；采用钙基中和剂对所述净化后浸出液进行中和沉淀，采用旋流器分离，得到含锂滤液，对所述含锂滤液除杂得到含锂溶液；采用二氧化碳对所述含锂溶液进行沉锂，得到沉锂后液和碳酸锂料浆。2.如权利要求1所述的锂离子电池电极粉料回收方法，其特征在于，所述钙基中和剂包括氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙中的一种或多种，采用所述钙基中和剂调节净化后浸出液pH值为9～10；和/或，采用二氧化碳对所述含锂溶液进行沉锂的步骤中，包括：将二氧化碳与含锂溶液在文氏管中混合，混合后采用旋流沉降方法进行沉锂，沉锂过程中收集二氧化碳并将其返回文氏管中进行循环利用。3.如权利要求1或2所述的锂离子电池电极粉料回收方法，其特征在于，还包括：将所述沉锂后液作为pH调节剂返回浸出液净化，和/或，将所述沉锂后液返回酸浸出进行再处理。4.如权利要求3所述的锂离子电池电极粉料回收方法，其特征在于，还包括：将部分碳酸锂料浆用于浸出液净化，将部分碳酸锂料浆用于对含锂滤液除杂，将其余的碳酸锂料浆经过滤得到碳酸锂产品。5.如权利要求4所述的锂离子电池电极粉料回收方法，其特征在于，对浸出液净化的步骤中，包括：调节浸出液的pH值为2.5～4.5，过滤得到滤渣和去除铁和铝的净化后浸出液，对所述滤渣进行洗涤得到用于外售的铁铝渣，并将洗液返回酸浸出；其中，所述净化后浸出液中的铁和铝的含量均＜0.1g/L；和/或，对所述含锂滤液除杂得到含锂溶液的步骤中，还包括：对滤渣进行处理，制备得到用于外售的碳酸钙和/或碳酸镁。6.如权利要求1所述的锂离子电池电极粉料回收方法，其特征在于，采用旋流器分离后，还得到底流和用于外售的镍钴锰沉淀，将所述底流经酸洗后过滤得到用于外售的石膏，并将滤液返回至酸浸出；其中，酸洗时，酸溶液为稀酸溶液，pH值为1.5～2.0。7.如权利要求1所述的锂离子电池电极粉料回收方法，其特征在于，酸浸出时，采用两段浸出，浸出剂为硫酸，还原剂为双氧水；其中，对一段浸出液进行净化得到净化后浸出液；将二段浸出液返回至一段浸出并对二段滤饼洗涤得到用于外售的石墨渣，将洗液返回一段浸出；和/或，所述电极粉料为锂离子电池拆解破碎过程中得到的混合物，包括正极粉料、负极粉料、以及其他金属及其化合物，其中其他金属包括铜、铁、铝、钙和镁。8.一种如权利要求1
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7任一项所述的锂离子电池电极粉料回收方法所采用的锂离子电池电极粉料回收系统，其特征在于，包括依次相连的浸出...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓丹，徐长庆，李广建，徐小锋，黎敏，
申请(专利权)人：中国有色工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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