一种高效提取废电池镍钴锰锂金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种高效提取废电池镍钴锰锂金属的方法，包括如下步骤：将三元电池粉

【技术实现步骤摘要】
一种高效提取废电池镍钴锰锂金属的方法


[0001]本专利技术属于湿法冶金
，具体涉及一种高效提取废电池镍钴锰锂金属的方法
。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车的普及，电池相关产业迅速扩张，锂电池生产蓬勃发展
。
平均5‑8年锂电池达到使用寿命后大量锂电池报废
。
退役三元锂电池材料含有大量镍
、
钴
、
锂
、
锰
、
铜
、
铝等有价元素，该类资源的综合利用将有效缓解我国矿产资源匮乏现状；此外，退役三元锂电材料长期暴露于空气中，将会对环境产生严重的影响，从而危害人类生存健康，因此锂电池的多样化回收方法得到广泛的研究
。
[0003]现有常用三元回收方法为湿法冶金，主要通过浸出
、
萃取
、
除杂干燥等步骤得到镍钴锰的晶体盐；但是现有浸出技术浸出时间长，温度高；因此急需一种浸出效率高
、
环保且温度低的提取方法
。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一
。
为此，本专利技术的主要目的在于提供一种高效提取废电池镍钴锰锂金属的方法，旨在解决现有提取工艺时间长
、
温度高且不环保等的问题
。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种高效提取废电池镍钴锰锂金属的方法，包括如下步骤：
[0007]将三元电池粉
、TBP
‑
HNO3‑
H2O2混合物加入超临界萃取釜中，将二氧化碳通入萃取釜与三元电池粉充分接触并保持
10
‑
20min
来进行静态萃取，再进行超临界动态萃取
。
[0008]优选地，其中所述的超临界萃取中，所述萃取釜中二氧化碳流体的萃取温度为
31.26
‑
60℃
，压力为
20
‑
35MPa
；分离釜的分离温度为5‑
30℃
；压力为4‑
6MPa
；萃取剂二氧化碳的流速为
30
‑
90ml/min。
[0009]优选地，其中还包括对分离釜中的有机相用无机酸进行反萃，得到镍钴锰锂的盐溶液
。
[0010]优选地，其中所述
TBP
‑
HNO3‑
H2O2的体积比为
1:(1
‑
2):(0.03
‑
0.08)。
[0011]进一步，所述
HNO3的质量浓度为
60
‑
80
％，
TBP
的质量浓度
≥98
％，
H2O2的质量浓度为
20
‑
40
％
。
[0012]优选地，其中所述无机酸为硫酸，且所述硫酸的浓度为1‑
2mol/L。
[0013]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：
[0014]本专利技术所提供的高效提取废电池镍钴锰锂金属方法，通过采用超临界二氧化碳协同复合溶剂的萃取法，直接从三元电池粉末中对镍钴锰锂进行提取；超临界流体具有低粘度
、
高扩散性和溶剂化等萃取优势，它们是金属萃取的有效溶剂，超临界流体具有很多特殊的性能：超临界流体的密度与液体很接近，且它又具有气体的扩散性能
(
扩散系数与气体相
近
)。
超临界二氧化碳由于其适中的临界温度
(Tc
＝
31.1℃)
和压力
(7.37MPa)
，是使用最多的溶剂
。
此外，其化学性质不活泼
、
易获取
、
价格低廉
、
易于放空或通过相分离方便地从萃取降压后的产物中回收
。
磷酸三丁酯
TBP
是液
‑
液萃取中
Ni、Co、Mn
离子常用的萃取剂，因其具有强供电子氧原子的官能团，可形成结构多样的配合物
。HNO3具有浸出作用，使用
HNO3将金属氧化物溶解成金属离子，
H2O2具有还原性，使用
H2O2还原金属离子
。
该提取工艺能够提高
Li、Ni、Mn
和
Co
的提取效率，大部分
Ni、Mn
和
Co
被提取出来；所需时间至少缩短4‑6倍，实验操作更简便；即该回收工艺能够实现高效
、
环保的废物价值化
。
具体实施方式
[0015]下面结合具体的实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围
。
[0016]当以范围
、
优选范围
、
或者优选的数值上限以及下限的形式表述某个量
、
浓度或其它值或参数的时候，应当理解相当于具体揭示了通过将任意一对范围上限或优选数值与任意范围下限或优选数值结合起来的任何范围，而不考虑该范围是否具体揭示
。
除非另外指出，本文所列出的数值范围值在包括范围的端点，和该范围之内的所有整数和分数
。
[0017]除非另外说明，本文中所有的百分比
、
份数
、
比值等均是按重量计
。
[0018]本文的材料
、
方法和实施例均是示例性的，并且除非特别说明，不应理解为限制性的
。
[0019]本申请的提取方法中所使用超临界萃取设备为超临界萃取仪，由萃取釜，分离釜，分离釜视窗，
CO2高压泵，气路控制系统
(
截止阀
+
微调阀
+
背压阀气路控制系统
)
，加热系统，压力显示，二氧化碳回收系统等组成，外观为一体式设计；其可以通过商业途径购买获得；下述实施例采用的
TBP
为质量浓度不低于
98
％的
TBP
溶液
。
[0020]实施例1[0021]所用的三元黑粉
Co、Mn、Ni、Li
的质量分数
w
％分别为
13.29
，
14.14
，
37.31
，
4.65
，将
50g
三元黑粉投入超临界萃取仪的
1L
体积的萃取釜中，加入
4mL30
％ H2O2和
94mL70
％ HNO3和
94mL TBP
，通入二氧化碳，流速
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高效提取废电池镍钴锰锂金属的方法，其特征在于，包括如下步骤：将三元电池粉
、TBP
‑
HNO3‑
H2O2混合物加入超临界萃取釜中，将二氧化碳通入萃取釜与三元电池粉充分接触并保持
10
‑
20min
来进行静态萃取，再进行动态超临界萃取
。2.
根据权利要求1所述的高效提取废电池镍钴锰锂金属的方法，其特征在于，所述的超临界萃取中，所述萃取釜内萃取温度为
31.26
‑
60℃
，压力为
20
‑
35MPa
；分离釜内分离温度为5‑
30℃
；压力为4‑
6MPa
；萃取剂二氧化碳的流速为
30
‑
90ml/min。3.
根据权利要求1所述的高效提取废电池镍钴锰锂金属的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昊，罗月宏，
申请(专利权)人：重庆棱镜能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：