一种废旧锰酸锂正极材料的综合回收方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114906863A(43)申请公布日2022.08.16(21)申请号202210606493.8(22)申请日2022.05.31(71)申请人宁波容百新能源科技股份有限公司地址315402浙江省宁波市余姚市谭家岭东路39号(72)发明人彭伟文王本平申屠华剑(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227专利代理师李伟(51)Int.Cl.C01D15/08(2006.01)C01G45/10(2006.01)H01M10/54(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称一种废旧锰酸锂正极材料的综合回收方法(57)摘要本发明提供了一种废旧锰酸锂电池正极材料的综合回收方法，其以废旧锰酸锂正极材料为原料，包括依次进行的正极黑粉的浸出、浸出液的化学除杂、除杂液的结晶分离、粗制硫酸锰的重结晶制备电池级硫酸锰以及结晶分离母液制备电池级碳酸锂等步骤。本发明无需采用化学沉淀分离和萃取工艺，就可实现锂和锰的分离回收，含锰锂的浸出液通过高温加压结晶分离的方法优先将锰以结晶的方式分离出来并制备电池级硫酸锰，而锂仍以硫酸锂的形式留在母液中，结晶母液进一步沉淀回收制备电池级碳酸锂。该工艺方法具有有价金属锰锂回收率高、工艺简单、流程短、生产成本低、绿色环保以及产品附加值高等优点。CN114906863ACN114906863A权利要求书1/1页1.一种废旧锰酸锂正极材料的综合回收方法，包括以下步骤：A)将废旧锰酸锂正极材料与水混合，得到浆料，将所述浆料进行还原浸出，得到浸出液；B)向所述浸出液中加入除杂剂进行除杂，再加入氧化剂，得到除杂后液；C)将所述除杂后液进行高温结晶，离心分离后得到粗制硫酸锰晶体和含锂结晶母液；D)将所述粗制硫酸锰晶体溶解后再次进行高温结晶，离心分离后得到精制硫酸锰晶体和结晶母液；E)将所述精制硫酸锰晶体烘干，得到电池级硫酸锰，向所述含锂结晶母液中加入净化剂，反应后得到含锂净化后液；F)将所述含锂净化后液进行沉锂，得到碳酸锂湿料和沉锂母液，将所述碳酸锂湿料进行洗涤、干燥，得到电池级碳酸锂。2.根据权利要求1所述的综合回收方法，其特征在于，步骤A)中，所述还原浸出的试剂为硫酸和还原剂，所述硫酸为98％的浓硫酸，调节体系的pH至0.5～3.0，所述还原剂选自双氧水、亚硫酸钠和硫代硫酸钠中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的综合回收方法，其特征在于，步骤A)中，所述水和废旧锰酸锂正极材料的液固比为2:1～5:1。4.根据权利要求1所述的综合回收方法，其特征在于，步骤B)中，所述除杂剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵、氢氧化钠和氨水中的一种或多种，所述氧化剂选自双氧水、氯酸钠和次氯酸钠中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的综合回收方法，其特征在于，步骤C)中，所述高温结晶的过程具体为：将所述除杂后液打入结晶反应釜中进行高温结晶，待锰浓度达到80～120g/L时，将得到的结晶浆料进行离心分离，得到粗制硫酸锰晶体和含锂结晶母液。6.根据权利要求1或5所述的综合回收方法，其特征在于，步骤C)中，所述高温结晶的温度为100～200℃，反应压强为0.1～0.5MPa，时间为1～3h。7.根据权利要求1所述的综合回收方法，其特征在于，步骤D)中的高温结晶具体为：将所述粗制硫酸锰晶体加入到纯水中溶解，再次打入结晶反应釜中进行高温结晶，待锰浓度达到80～120g/L时，离心分离后得到精制硫酸锰晶体和结晶母液。8.根据权利要求1或7所述的综合回收方法，其特征在于，步骤D)中，所述高温结晶的温度为100～200℃，反应压强为0.1～0.5MPa，时间为1～3h。9.根据权利要求1所述的综合回收方法，其特征在于，步骤E)中，所述净化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂和氨水中的一种或多种，所述净化剂的浓度为5～30％，所述反应的pH值为10.0～12.0，所述反应的时间为0.5～1h。10.根据权利要求1所述的综合回收方法，其特征在于，所述沉锂的试剂为浓度为200～300g/L的碳酸钠溶液，所述沉锂的反应温度为50～100℃，时间为1～5h。2CN114906863A说明书1/7页一种废旧锰酸锂正极材料的综合回收方法技术领域[0001]本发明涉及废旧正极材料回收技术领域，尤其涉及一种废旧锰酸锂正极材料的综合回收方法。背景技术[0002]近年来，中国电动汽车行业飞速发展，电动汽车销量日益增多。但电动汽车中的动力电池平均使用寿命为10年左右，早期进入市场的电动汽车目前已经进入电池退役阶段。根据市场研究预测，到2020年我国车用锂电池报废量将达32GWh，报废电池折算为质量将达到约50万吨；到2030年，车用锂电池报废量将达300GWh，报废锂电池量约300万