【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废旧电池回收领域，尤其涉及一种废旧动力电池黑粉中氟的转型及促进锂浸出提取的方法。
技术介绍
1、废旧动力电池中含有大量的锂、镍、钴、锰、石墨粉等有价物质，具有极高的回收价值。废旧锂离子电池的回收工艺一般包括预处理、浸出、金属元素的分离和提纯。为降低废旧动力电池分选预处理过程的难度，通常是将废旧电池放电、破碎、简单分选后，得到正负极混合料，即黑粉，该物料中主要含有锂、镍、钴、锰、石墨粉，因此对黑粉中有价物质的高效分离，具有显著的经济价值。
2、废旧动力电池黑粉中锂的优先提取，有利于缩短整体的工艺流程和降低各元素的分离难度。但目前采用优先提锂处理黑粉过程中，由于选择性和提取效率之间平衡的关系，黑粉往往经处理后选择性浸出时，采用的条件相对温和，如水浸、弱酸浸出等。由于在预处理及焙烧等过程中，由于氟化锂的形成，导致后续温和浸出过程中锂的浸出率偏低，通常只能达到80%左右。因此，从提高选择性浸出锂的角度讲，优先脱除黑粉中的氟，有利于提高后续锂的选择性浸出。
3、专利申请号为zl202211050220.6的专利中公布了一种废旧电池中有价金属分离提取的方法，其在焙烧中添加了硫酸铝和磷酸组成的添加剂，使废旧电池中的氟转变为氟化氢气体挥发进入烟气。专利申请号为cn202310966364.4的专利文献中，以氟化法除杂的高纯硫酸锰溶液为原料，以浓硫酸为反应剂，以高温蒸汽为吹脱气，经吹脱塔吹脱后完成氟化法除杂的高纯硫酸锰的脱氟。专利申请号为cn202310924120.x的专利文献中，使用脱氟剂硫酸钠和活性二氧
4、综上可见，目前针对固体物料中氟的处理，往往是使氟转变为氟化氢而挥发进入气相，由于氟化氢的腐蚀性及高温，这对设备提出了极高的要求。针对溶液中氟的处理，往往是采用加入沉淀剂使氟沉淀或加酸使氟转变为氟化氢挥发。尤其是，针对废旧动力电池黑粉中氟预脱除研究较少，目前往往是采用高酸、高碱处理使氟进入溶液，这样往往会导致锂、镍、钴、锰等金属同时浸出，导致选择性差；或是采用高温水蒸气或浓硫酸处理，使氟挥发进入气相，这样又导致设备腐蚀严重。
5、因此，如何研究一种环保、不腐蚀设备的废旧动力电池黑粉中氟的转型方法，并促进对废旧动力电池黑粉锂的浸出是具有重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种废旧动力电池黑粉中氟的转型方法以及锂的提取方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
3、一种废旧动力电池黑粉中氟的转型方法，包括以下步骤：
4、（1）采用硫酸钙和盐酸的混合浆液对废旧动力电池黑粉进行浸出预处理，得到一段氟转型渣；
5、（2）将所述一段氟转型渣与添加剂氯化铋混合后进行焙烧，得到二段氟转型渣。
6、本专利技术利用氟化钙在水溶液中的溶解度远小于氟化锂，从而使部分氟化锂转型为可溶于水的锂盐，采用硫酸钙和稀盐酸所构成的混合浆液对废旧动力电池黑粉进行浸出预处理，利用硫酸钙微溶于水的特性，缓慢的释放钙离子进入溶液与溶液中氟离子结合生成氟化钙沉淀，又进一步促进反应的继续发生，也即caso4+lif→li2so4+caf2↓；同时，由于盐酸的存在，可以加快氟化锂的分解，促进氟与钙离子结合，即可以加速该反应的发生。但盐酸的加入量也是该步骤控制的关键，过少会导致转型缓慢，过多会导致氟化钙反溶，影响氟转型效果。同时，采用硫酸钙作为氟沉淀剂，与现有的采用氯化钙、氢氧化钙等，不仅可以有效地避免大量的钙离子进入浸出液，同时也能有效地减少酸碱的消耗。
7、上述的废旧动力电池黑粉中氟的转型方法，优选的，步骤（1）中，所述硫酸钙和盐酸的混合浆液中，硫酸钙的浓度为5g/l-10g/l、氯化氢的浓度为0.05 mol/l-0.3 mol/l。
8、上述的废旧动力电池黑粉中氟的转型方法，优选的，步骤（1）中，所述浸出预处理过程中，浸出温度为80-95℃、浸出时间为30-90min。
9、上述的废旧动力电池黑粉中氟的转型方法，优选的，步骤（1）中，所述硫酸钙和盐酸的混合浆液与废旧动力电池黑粉的质量比为4:1-8:1。
10、上述的废旧动力电池黑粉中氟的转型方法，优选的，步骤（2）中，所述添加剂的添加量为一段氟转型渣质量的2%-6%。
11、在添加剂作用下对一段氟转型渣进行焙烧，其涉及到的主要反应为：
12、1）氟化锂的转型：lif+bicl3=licl+bif3（不溶于水），该反应不仅可以实现氟化锂的转型，同时在氯化铋与黑粉混合均匀后，在焙烧温度下氯化铋气化，转化为氯化铋气体，进而可以有效地增加反应接触的概率，更好地实现转化；同时氯化铋由于气化挥发，仅氟化铋留在渣中，不会导致焙烧过程中氟进入焙烧烟气，导致设备的氟腐蚀。
13、2）黑粉中正极材料的转型：焙烧过程中，利用黑粉中的碳破坏黑粉中正极材料的结构，使黑粉中锂转变为易溶于水的氧化锂。以钴酸锂为例，li（nixcoymn1-x-y）o2+4c→li2o+nion＋coom+mnoz+co2。
14、上述的废旧动力电池黑粉中氟的转型方法，优选的，步骤（2）中，焙烧的温度为600℃-700℃，焙烧时间为60-90min，焙烧在氮气气氛中进行。
15、作为一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种废旧动力电池黑粉本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种废旧动力电池黑粉中氟的转型方法，其特征在于，包括以下步骤：
2. 如权利要求1所述的废旧动力电池黑粉中氟的转型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述硫酸钙和盐酸的混合浆液中，硫酸钙的浓度为5g/L-10g/L、氯化氢的浓度为0.05mol/L-0.3 mol/L。
3.如权利要求1所述的废旧动力电池黑粉中氟的转型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述浸出预处理过程中，浸出温度为80-95℃、浸出时间为30-90min。
4.如权利要求1所述的废旧动力电池黑粉中氟的转型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述硫酸钙和盐酸的混合浆液与废旧动力电池黑粉的质量比为4:1-8:1。
5.如权利要求1所述的废旧动力电池黑粉中氟的转型方法，其特征在于，步骤（2）中，所述添加剂的添加量为一段氟转型渣质量的2%-6%。
6.如权利要求1所述的废旧动力电池黑粉中氟的转型方法，其特征在于，步骤（2）中，焙烧的温度为600℃-700℃，焙烧时间为60-90min，焙烧在氮气气氛中进行。
7.一种废旧动力电池黑粉中锂的提取方法，其特征
8.如权利要求7所述的废旧动力电池黑粉中锂的提取方法，其特征在于，水浸处理时，固液比为1:4-1:6，比值单位为g/mL，水浸温度为60-80℃，水浸时间为30-80min。
...【技术特征摘要】
1.一种废旧动力电池黑粉中氟的转型方法，其特征在于，包括以下步骤：
2. 如权利要求1所述的废旧动力电池黑粉中氟的转型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述硫酸钙和盐酸的混合浆液中，硫酸钙的浓度为5g/l-10g/l、氯化氢的浓度为0.05mol/l-0.3 mol/l。
3.如权利要求1所述的废旧动力电池黑粉中氟的转型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述浸出预处理过程中，浸出温度为80-95℃、浸出时间为30-90min。
4.如权利要求1所述的废旧动力电池黑粉中氟的转型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述硫酸钙和盐酸的混合浆液与废旧动力电池黑粉的质量比为4:1-8:1。
5.如权利要求1所述的废旧动力电池黑粉中氟的转型...
【专利技术属性】
技术研发人员：李骕，蒋德忠，秦红，林杭，
申请(专利权)人：湖南中大资珑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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