一种废旧氧化物电池正极材料的碱性浸出回收方法技术

本发明专利技术提供一种废旧氧化物电池正极材料的碱性浸出回收方法，包括：以甘氨酸

【技术实现步骤摘要】
一种废旧氧化物电池正极材料的碱性浸出回收方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池回收
，具体涉及一种废旧氧化物电池正极材料的碱性浸出回收方法
。

技术介绍

[0002]近年来，我国新能源汽车呈现井喷式增长
。
随之而来，大量的动力电池面临退役，如何实现废旧动力电池的回收利用，具有重要的现实意义
。
目前，回收锂离子电池中有价金属的方法主要有火法和湿法
。
火法方法比较简单，但是存在能耗高
、
尾气排放量大的缺点
。
湿法方法主要包括酸性浸出和碱性浸出
。
酸性浸出，通常采用盐酸
、
硫酸
、
硝酸等作为浸出溶剂，可能会产生有毒有害的气体（二氧化硫
、
二氧化氮等），且酸性废液难以处理，对环境不够友好；同时，酸性浸出容易引入各种杂质，导致后续有价金属再利用过程变得更为复杂
。
碱性浸出，通常采用氨水作为浸出溶剂，具备金属选择性浸出的优点，但是存在浸出速率缓慢的缺点；同时氨水使用量大，在加热的条件下氨水极易挥发，对设备和装置的密封性提出更高的要求
。
[0003]中国专利
CN107017443A
通过电池破碎
、
预焙烧
、
还原焙烧
、
水浸
、
氧化氨浸
、
萃取
、
反萃
、
氧化酸浸
、<br/>萃取净化等多道工序实现废旧锂离子电池中有价金属的回收
。
该方法的萃取体系十分复杂，并且方法流程十分冗长
。
[0004]中国专利
CN109193057A
在回收废旧三元锂电池中的有价金属时，通过加压氨浸，实现锂
、
镍
、
钴的回收
。
该方法需要在高压反应釜中，在预定压力（
0.6
‑
1.5 MPa
）下进行浸出反应；同时，氨的用量较大（5‑
12 mol/L
）
。

技术实现思路

[0005]针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种废旧氧化物电池正极材料的碱性浸出回收方法
。
[0006]针对现有技术存在的技术问题，本申请人经过大量研究发现，采用甘氨酸
‑
碱
‑
草酸盐的混合溶液为浸出底液，二价铁盐为还原剂，能够以温和的反应条件和简短的流程获得较高的浸出率
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提出如下解决方案：一种废旧氧化物电池正极材料的碱性浸出回收方法，包括：以甘氨酸
、
碱与草酸盐的混合水溶液为碱性浸出底液，向该碱性浸出底液中加入废旧氧化物电池正极材料
、
可溶性亚铁盐，进行浸出反应；所述碱为氢氧化钠和
/
或氢氧化钾
。
[0008]作为优选，还包括将浸出反应所得物料进行固液分离，得到浸出液和浸出渣
。
[0009]作为优选，所述碱性浸出底液中，碱的浓度为
0.01~0.3 mol/L
；甘氨酸的浓度为
0.05~1 mol/L。
[0010]作为优选，所述碱性浸出底液的
pH
控制在
8~12
之间
。
[0011]作为优选，所述草酸盐为草酸钾
、
草酸钠
、
草酸铵中的一种或多种；所述碱性浸出
液中，草酸盐的浓度为
0.01~0.5 mol/L。
[0012]作为优选，所述浸出反应的温度为
30~90℃
；所述浸出反应的时间为 1~10 h
；所述浸出反应在搅拌作用下进行；所述搅拌的转速为
100~500 r/min。
[0013]作为优选，所述可溶性亚铁盐选自氯化亚铁
、
硝酸亚铁中的一种或两种；所述可溶性亚铁盐中铁与废旧氧化物正极粉末物料的摩尔比为
1:1~4:1。
[0014]作为优选，所述废旧氧化物电池正极材料选自
Li
1+a
(Ni
x
Co
y
M1‑
x
‑
y
)O2、Na
1+a
(Ni
x
Co
y
M1‑
x
‑
y
)O2、Li(Ni
p
Mn
q
Co2‑
p
‑
q
‑
r
M
r
)O4、Na(Ni
p
Mn
q
Co2‑
p
‑
q
‑
r
M
r
)O4及中的一种或几种；其中
0≤a≤0.3
，
0≤x≤1
，
0≤y≤1
，0＜
x+y≤1
；
0≤p≤2
，
0≤q≤2
，0＜
p+q≤2
，
0≤r
＜2；
M
选自
Fe、Ni、Co、Mn、Al、V
中的一种或多种
。
[0015]作为优选，废旧氧化物电池正极材料按照固液比控制在
1~50 g/L
之间加入碱性浸出底液中
。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的浸出方法中，通过特殊的碱性体系作为浸出底液，利用亚铁离子的还原性即可实现氧化物废旧锂离子电池正极材料中高价态金属的还原，有效地提高有价金属的浸出效率，缩短碱性浸出的时间，同时获得较高的金属浸出率
。
且该浸出方法可以有效避免铁离子在浸出过程中进入液相，造成后续有价金属分离困难等一系列问题，所用试剂简单
、
方法条件简单容易控制
、
能耗低
、
效率高
、
具有可观的工业应用前景
。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0018]图1是本专利技术实施例2中所处理的废旧三元正极材料
Li(Ni
1/3
Co
1/3
Mn
1/3
)O2的扫描电镜图；图2是本专利技术实施例2得到浸出渣的扫描电镜图
。
具体实施方式
[0019]本专利技术提供一种废旧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种废旧氧化物电池正极材料的碱性浸出回收方法，其特征在于，包括：以甘氨酸
、
碱与草酸盐的混合水溶液为碱性浸出底液，向该碱性浸出底液中加入废旧氧化物电池正极材料
、
可溶性亚铁盐，进行浸出反应；所述碱为氢氧化钠和
/
或氢氧化钾
。2.
如权利要求1所述的废旧氧化物电池正极材料的碱性浸出回收方法，其特征在于，还包括将浸出反应所得物料进行固液分离，得到浸出液和浸出渣
。3.
如权利要求1或2所述的废旧氧化物电池正极材料的碱性浸出回收方法，其特征在于，所述碱性浸出底液中，碱的浓度为
0.01~0.3 mol/L
；甘氨酸的浓度为
0.05~1 mol/L。4.
如权利要求1或2所述的废旧氧化物电池正极材料的碱性浸出回收方法，其特征在于，所述碱性浸出底液的
pH
控制在
8~12
之间
。5.
如权利要求1或2所述的废旧氧化物电池正极材料的碱性浸出回收方法，其特征在于，所述草酸盐为草酸钾
、
草酸钠
、
草酸铵中的一种或多种；所述碱性浸出底液中，草酸盐的浓度为 0.01~0.5 mol/L。6.
如权利要求1或2所述的废旧氧化物电池正极材料的碱性浸出回收方法，其特征在于，所述浸出反应的温度为
30~90℃
；所述浸出反应的时间为
1~10h
；所述浸出反应在搅拌作用下进行；所述搅拌的转速为
100~500 r/min。7.
如权利要求1或2所述的废旧氧化物电池正极材料的碱性浸出回收方法，其特征在于，所述可溶性亚铁盐选自氯化亚铁
、
硝酸亚铁中的一种或两种；所述可溶性亚铁盐中铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒双，彭馨瑶，周亚楠，孙鹏，汪宝进，
申请(专利权)人：兰溪博观循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：