【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废旧锂电池回收，具体涉及一种用于废旧锂电池正极材料的提锂溶剂及其使用方法。
技术介绍
1、随着环保意识的日益加强，锂离子电池在电动汽车和可再生能源等领域的需求持续增长。然而，处理废旧锂离子电池仍是全球性难题。这些电池含有有毒有害的化学物质，如果处理不当，将对环境造成严重污染。锂离子电池中的正极材料通常包含大量的li元素，如钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂和磷酸铁锂等。面对锂离子电池中贵重金属价格的上涨和市场供需关系的变化，如何有效回收和利用这些有价值的金属进而缓解国内资源匮乏和成本上升的问题，实现资源的可持续利用，成为了一项重要的任务。
2、目前工业上常用的回收工艺有火法回收和湿法回收。火法回收工艺可处理的原料广泛、处理量大、流程操作简单，但缺点也很明显，能耗高、金属回收率低、设备要求高，合金中的金属需要进一步的精炼等，环境影响包括炉渣、灰尘和有害废气等，而且火法回收li存在于冶炼渣中，从冶炼渣中回收li是不经济的。湿法回收是采用无机酸水溶液来溶解电池废料，工业上常用的无机酸有硫酸、盐酸、硝酸做浸取剂，利用上述无机酸对废旧电池废料进行溶解，可以得到对应的金属离子溶液。然而，虽然无机酸水溶液对废旧锂电池废料有较高的浸出率，但是由于其酸性较强，在操作过程中对仪器设备和人员的要求较高，且浸出后的废酸难处理，对人体和环境有潜在的危害。此外湿法回收所获得产品为金属盐混合物，如果是三元材料，则得到的产品更加复杂，由于产品的纯度不高，需要额外的步骤来纯化产品，对于整体回收工艺而言，这无疑会使之更加繁琐。
3、综上所
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种用于废旧锂电池正极材料的提锂溶剂及其使用方法，该提锂溶剂由醚类化合物和甲酸复配而成，能够实现锂的选择性提取。
2、为解决本专利技术所提出的技术问题，本专利技术提供一种用于废旧锂电池正极材料的提锂溶剂，该提锂溶剂由醚类化合物和甲酸混合而成。
3、上述方案中，所述醚类化合物为丙二醇甲醚(c4h10o2)、乙二醇叔丁基醚(c6h14o2)、环戊基甲醚(c6h12o)、正己基甲醚(c7h16o)、丁基乙烯醚(ch3(ch2)3och＝ch2)、戊醚(c10h22o)等中的一种。
4、上述方案中，所述提锂溶剂中醚类化合物的质量分数为20-50％。
5、上述方案中，所述醚类化合物和甲酸混合时的温度低于醚类化合物的沸点。
6、优选地，所述醚类化合物和甲酸混合时的温度为20-80℃。
7、本专利技术还提供一种使用上述提锂溶剂从废旧锂电池正极材料中回收碳酸锂的方法，包括以下步骤：
8、1)将废旧锂电池正极材料粉末与提锂溶剂混合，搅拌反应后，进行固液分离，得到上清液；
9、2)将上清液烘干，得到含锂中间产物；
10、3)对含锂中间产物进行洗涤后，煅烧，得到碳酸锂。
11、上述方案中，所述废旧锂电池正极材料粉末为插锂化合物，具体为licoo2、linio2、limn2o4、lifepo4、三元材料licoxmnyni1-x-yo2等中的一种或几种。
12、上述方案中，所述废旧锂电池正极材料粉末的粒径≤15μm。
13、上述方案中，所述废旧锂电池正极材料粉末与提锂溶剂的质量比为(0.005-0.02):1。
14、上述方案中，所述搅拌反应的温度低于提锂溶剂中醚类化合物的沸点。
15、优选地，所述搅拌反应的温度为60-90℃。
16、上述方案中，所述搅拌反应时间为8-12h，搅拌转速为410-1000rpm。
17、上述方案中，所述烘干在空气氛围下进行，烘干温度高于提锂溶剂中沸点最高组分的沸点20℃以上，直至液体全部烘干。
18、优选地，所述烘干温度为100-210℃。
19、上述方案中，所述洗涤采用过量的无水乙醇，洗涤温度20-40℃，洗涤时间1-3h。
20、上述方案中，所述煅烧在空气氛围下进行，煅烧温度为340-360℃，煅烧时间为2-4h。
21、上述方案中，所述提锂溶剂对废旧锂电池正极材料中锂的提取率≥61％。
22、上述方案中，所述碳酸锂的纯度≥91％。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
24、1)本专利技术提锂溶剂由醚类化合物和甲酸复配而成，利用甲酸与正极材料的反应能力以及醚类化合物对反应的促进能力，在加热的过程中醚类化合物中的醚基(羧基、碳碳双键)与甲酸产生协同作用，加强甲酸对锂的选择性同时降低甲酸对其它金属元素的选择性，实现锂的选择性提取，提高产物中锂的纯度。
25、2)本专利技术提锂溶剂属于无水体系，仅含c、h、o元素，该溶剂能够通过减压蒸馏等方式低成本回收，生产成本低，不存在安全风险和二次污染的问题。
26、3)本专利技术提取工艺简单，仅需一步搅拌操作即可获得高含量锂溶液，通过对高含量锂溶液的烘干、煅烧，即可制得高纯度的碳酸锂产品，不存在金属盐混合物难以利用的问题。
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1.一种用于废旧锂电池正极材料的提锂溶剂，其特征在于，该提锂溶剂由醚类化合物和甲酸混合而成。
2.根据权利要求1所述的用于废旧锂电池正极材料的提锂溶剂，其特征在于，所述醚类化合物为丙二醇甲醚(C4H10O2)、乙二醇叔丁基醚(C6H14O2)、环戊基甲醚(C6H12O)、正己基甲醚(C7H16O)、丁基乙烯醚(CH3(CH2)3OCH＝CH2)、戊醚(C10H22O)中的一种。
3.根据权利要求1所述的用于废旧锂电池正极材料的提锂溶剂，其特征在于，所述提锂溶剂中醚类化合物的质量分数为20-50％。
4.根据权利要求1所述的用于废旧锂电池正极材料的提锂溶剂，其特征在于，所述醚类化合物和甲酸混合时的温度低于醚类化合物的沸点。
5.一种使用权利要求1～4任一项所述的提锂溶剂从废旧锂电池正极材料中回收碳酸锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的使用提锂溶剂从废旧锂电池正极材料中回收碳酸锂的方法，其特征在于，所述废旧锂电池正极材料粉末与提锂溶剂的质量比为(0.005-0.02):1。
7.根据权利
8.根据权利要求5所述的使用提锂溶剂从废旧锂电池正极材料中回收碳酸锂的方法，其特征在于，所述烘干在空气氛围下进行，烘干温度高于提锂溶剂中沸点最高组分的沸点20℃以上。
9.根据权利要求5所述的使用提锂溶剂从废旧锂电池正极材料中回收碳酸锂的方法，其特征在于，所述洗涤采用过量的无水乙醇，洗涤温度20-40℃，洗涤时间1-3h。
10.根据权利要求5所述的使用提锂溶剂从废旧锂电池正极材料中回收碳酸锂的方法，其特征在于，所述煅烧在空气氛围下进行，煅烧温度为340-360℃，煅烧时间为2-4h。
...【技术特征摘要】
1.一种用于废旧锂电池正极材料的提锂溶剂，其特征在于，该提锂溶剂由醚类化合物和甲酸混合而成。
2.根据权利要求1所述的用于废旧锂电池正极材料的提锂溶剂，其特征在于，所述醚类化合物为丙二醇甲醚(c4h10o2)、乙二醇叔丁基醚(c6h14o2)、环戊基甲醚(c6h12o)、正己基甲醚(c7h16o)、丁基乙烯醚(ch3(ch2)3och＝ch2)、戊醚(c10h22o)中的一种。
3.根据权利要求1所述的用于废旧锂电池正极材料的提锂溶剂，其特征在于，所述提锂溶剂中醚类化合物的质量分数为20-50％。
4.根据权利要求1所述的用于废旧锂电池正极材料的提锂溶剂，其特征在于，所述醚类化合物和甲酸混合时的温度低于醚类化合物的沸点。
5.一种使用权利要求1～4任一项所述的提锂溶剂从废旧锂电池正极材料中回收碳酸锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的使用提锂溶剂从废旧锂电池正...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢维松，高家俊，陈智涛，闫旭东，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：
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