【技术实现步骤摘要】
本申请涉及废旧锂离子电池回收，尤其涉及一种用于锂电回收选择性提锂的方法及其应用。
技术介绍
1、近年来，电动汽车、电子设备和能源储存领域的持续发展和市场扩张，促进了锂离子电池的广泛应用。而锰酸锂电池由于其相对较高的能量密度、较低的成本和良好的安全性能，锂电池数量出现爆炸性的增长。锂离子电池实际使用中充放循环在500-1000次左右，寿命年限在3-5年，因此，近些年来国内将持续迎来废旧锂电池的报废高峰。锂电池的主要成分是正极(锰酸锂粉末、粘合剂和铝箔)、负极(石墨等、粘合剂和铜箔)，分离器，电解质和外壳。锰酸锂电池由于有价金属含量比原矿高，而且锂电池的原材料价格急剧上升，废旧锂电池的回收已经成为一种趋势。
2、但同时，数量庞大的废旧锂电池材料蕴含丰富的锂、镍、钴等有价元素，传统的回收分离方法，对于有价金属均采用全湿法浸出进行回收，即将废旧电池经放电、粉碎、焙烧后，再用酸将有价金属从正极材料中溶解一同浸出，浸出液经除杂、萃取等工序回收镍钴锰，锂则通过在浸出液中加入沉淀剂得到锂产品，其除杂过程中的选择性较低。
3、因此，为了解决上述问题，本申请提供了一种用于锂电回收选择性提锂的方法，在除杂过程中具有较强的选择性，大幅提高了提锂的效率和质量。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本申请第一方面提供了一种用于锂电回收选择性提锂的方法，步骤包括以下几步：s1：拆解筛分：将锂电池进行放电、拆解、分类并获得正负极的混合废料；s2：酸化：将正负极的混合废料随着搅拌加入无机酸浸
2、作为一种优选的方案，所述正负极的混合废料中，以质量百分比计，锂含量为4~8%，ni含量为15~30%，co含量为3~8%，mn含量为12~20%。
3、作为一种优选的方案，所述正负极的混合废料中，以质量百分比计，锂含量为5~7%，ni含量为20~25%，co含量为4~6%，mn含量为15~18%。
4、作为一种优选的方案，所述无机酸为稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸中的任一种。
5、作为一种优选的方案，所述无机酸为稀硫酸。
6、作为一种优选的方案，所述稀硫酸的浓度为20~50wt%。
7、作为一种优选的方案，所述无机酸与正负极的混合废料的质量比为（0.6~1.2）：1。
8、作为一种优选的方案，所述无机酸与正负极的混合废料的质量比为1.1：1。
9、作为一种优选的方案，所述正负极的混合废料切碎过筛的过筛目数为800~2000目。
10、作为一种优选的方案，所述正负极的混合废料切碎过筛的过筛目数为1000~1600目。
11、作为一种优选的方案，所述正负极的混合废料切碎过筛的过筛目数为1200目。
12、作为一种优选的方案，所述保温陈化的温度为50~60℃。
13、作为一种优选的方案，所述保温陈化的温度为55℃。
14、作为一种优选的方案，所述焙烧烧结的温度为500~800℃。
15、作为一种优选的方案，所述焙烧烧结的温度为600~750℃。
16、作为一种优选的方案，所述焙烧烧结的时间为50~160min。
17、作为一种优选的方案，所述焙烧烧结的时间为80~140min。
18、作为一种优选的方案，所述s4中烧结料与稀硫酸水溶液的质量比为（1~1.5）：（5~8）。
19、作为一种优选的方案，所述s4中烧结料与稀硫酸水溶液的质量比为（1~1.2）：（6~8）。
20、作为一种优选的方案，所述s4中硫酸锂的浸出率为98.0~99.9%。
21、作为一种优选的方案，所述稀硫酸水溶液的质量浓度为5~20%。
22、作为一种优选的方案，所述硫酸锂溶液与改性吸附复合粒子的质量比为1：（0.01~0.1）。
23、作为一种优选的方案，所述硫酸锂溶液与改性吸附复合粒子的质量比为1：0.05。
24、作为一种优选的方案，所述改性吸附复合粒子的制备方法包括以下步骤：s1：将丁二酸酐，3-氨丙基三乙氧基硅烷，二氧化锰以及氧化镍混合加入至dmf溶液中，在水浴温度40~45℃下加热搅拌3~4h；s2：之后加入硝酸锌，降至室温混合搅拌溶解完全得混合液；s3：将含有咪唑的dmf溶液滴加至上述混合液中，升温至60~65℃，在60~120r/min搅拌速度下保温反应5~8h，期间保证ph为6~7，即得改性吸附复合粒子。
25、本申请中，通过上述对于复合粒子的改性能够大幅提高其对于mn以及ni的选择性吸附作用，并且能够在后续的过滤过程中直接选择性过滤出来，进而大幅提高了提锂的选择性和效率，提高提锂纯度。本申请中，通过对于上述二氧化锰以及氧化镍表面的基团改性，从而在后续的反应过程中生成由骨架粒子包裹的复合吸附粒子，骨架粒子的存在以及其与氧化物粒子形成的空隙可以有效通过空穴作用加强对于mn和ni的选择吸附效果，进而在后续的除杂过程中能够大幅减少沉淀剂的使用，且二氧化锰以及氧化镍与骨架粒子为配位键结合，不会在上述的吸附工序中引入新的杂质物质，进而保证最终的提锂纯度。
26、作为一种优选的方案，所述二氧化锰以及氧化镍的平均粒径为0.1~0.15μm。
27、作为一种优选的方案，所述丁二酸酐，3-氨丙基三乙氧基硅烷，二氧化锰以及氧化镍的质量比为（4~5）：（2~4）：（0.5~2）：（0.5~2）。
28、作为一种优选的方案，所述硝酸锌的加入量为s1所得溶液的1~2wt%。
29、作为一种优选的方案，所述咪唑为2-甲基咪唑。
30、作为一种优选的方案，所述咪唑与硝酸锌的质量比为（2~3）：1。
31、本申请人发现，只有当采用上述原料的配比方案时，才能够保证复合吸附粒子的理想构型。当咪唑与硝酸锌的含量较低或者二氧化锰以及氧化镍的含量较高时，容易形成单个骨架粒子与氧化物粒子的团聚颗粒，实际将骨架粒子完全包裹在氧化物粒子的内部，无法形成任何有效的吸附空穴，反而大幅降低了复合吸附粒子的吸附选择性和吸附效率。且如果反应时间不够，骨架粒子无法达到其合适的粒径大小，容易在反应过程中因为氧化物粒子的掺入而处于变形状态，进而无法继续骨架的生长，从而最终影响选择吸附效率和最后的提锂纯度。
32、作为一种优选的方案，所述除杂剂为石灰或石灰乳本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于锂电回收选择性提锂的方法，其特征在于：步骤包括以下几步：S1：拆解筛分：将锂电池进行放电、拆解、分类并获得正负极的混合废料；S2：酸化：将正负极的混合废料随着搅拌加入无机酸浸泡，浸泡完成后排除剩余无机酸，将正负极的混合废料切碎过筛；S3：保温陈化：将过筛后的混合废料升温，并保温陈化20~30h；S4：烧结及锂浸出：陈化完成后的混合废料进行焙烧烧结，烧结完成后，将烧结料冷却至室温后加入至稀硫酸水溶液中，浸出硫酸锂溶液，以及沉淀浸出渣；S5：除杂过滤：向硫酸锂溶液中加入改性吸附复合粒子，200~400rpm转速搅拌10~20h，微滤滤出得第一过滤液，在第一过滤液中加入除杂剂，除杂完成后二次微滤滤出得第二过滤液；S6：pH调节：将第二过滤液调节pH至6~7，即得硫酸锂回收液；
2.根据权利要求1所述的用于锂电回收选择性提锂的方法，其特征在于：所述正负极的混合废料切碎过筛的过筛目数为800~2000目。
3.根据权利要求2所述的用于锂电回收选择性提锂的方法，其特征在于：所述保温陈化的温度为50~60℃。
4.根据权利要求3所述的用于锂电回收
5.根据权利要求4所述的用于锂电回收选择性提锂的方法，其特征在于：所述焙烧烧结的时间为50~160min。
6.根据权利要求5所述的用于锂电回收选择性提锂的方法，其特征在于：所述S4中烧结料与稀硫酸水溶液的质量比为（1~1.5）：（5~8）。
7.根据权利要求6所述的用于锂电回收选择性提锂的方法，其特征在于：所述硫酸锂溶液与改性吸附复合粒子的质量比为1：（0.01~0.1）。
8.根据权利要求7所述的用于锂电回收选择性提锂的方法，其特征在于：所述丁二酸酐，3-氨丙基三乙氧基硅烷，二氧化锰以及氧化镍的质量比为（4~5）：（2~4）：（0.5~2）：（0.5~2）。
9.一种根据权利要求1~8任一项所述的用于锂电回收选择性提锂的方法的应用，其特征在于：包括该用于锂电回收选择性提锂的方法在锂电池回收再利用工艺中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种用于锂电回收选择性提锂的方法，其特征在于：步骤包括以下几步：s1：拆解筛分：将锂电池进行放电、拆解、分类并获得正负极的混合废料；s2：酸化：将正负极的混合废料随着搅拌加入无机酸浸泡，浸泡完成后排除剩余无机酸，将正负极的混合废料切碎过筛；s3：保温陈化：将过筛后的混合废料升温，并保温陈化20~30h；s4：烧结及锂浸出：陈化完成后的混合废料进行焙烧烧结，烧结完成后，将烧结料冷却至室温后加入至稀硫酸水溶液中，浸出硫酸锂溶液，以及沉淀浸出渣；s5：除杂过滤：向硫酸锂溶液中加入改性吸附复合粒子，200~400rpm转速搅拌10~20h，微滤滤出得第一过滤液，在第一过滤液中加入除杂剂，除杂完成后二次微滤滤出得第二过滤液；s6：ph调节：将第二过滤液调节ph至6~7，即得硫酸锂回收液；
2.根据权利要求1所述的用于锂电回收选择性提锂的方法，其特征在于：所述正负极的混合废料切碎过筛的过筛目数为800~2000目。
3.根据权利要求2所述的用于锂电回收选择性提锂的方法，其特征在于：所述保温陈化的...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟笑，刘芳斌，区汉成，彭秋燕，肖福秀，曾炜，
申请(专利权)人：赣州赛可韦尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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