一种废旧电池正极材料回收稀溶液中提取锂的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111697282A(43)申请公布日2020.09.22(21)申请号202010559371.9C01D15/08(2006.01)(22)申请日2020.06.18(71)申请人中国科学院宁波材料技术与工程研究所地址315201浙江省宁波市镇海区庄市大道519号(72)发明人夏永高邓龙平常凤真(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人付丽(51)Int.Cl.H01M10/54(2006.01)H01M10/0525(2010.01)B01J39/05(2017.01)B01J39/20(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称一种废旧电池正极材料回收稀溶液中提取锂的方法(57)摘要本发明提供一种废旧电池正极材料回收稀溶液中提取锂的方法，包括以下步骤：将含锂的正极材料回收稀溶液中的锂离子沉淀得到锂盐沉淀，将所述锂盐沉淀制备成锂盐浆料后，与强酸型阳离子交换树脂进行离子交换，然后将离子交换后的树脂中的锂离子置换至含锂溶液中，最后将所述含锂溶液中的锂离子沉淀，得到锂盐。在本发明的方法中，磷酸锂浆料与树脂进行交换后得到的磷酸溶液可作为原料继续使用，离子交换完的树脂用强酸再生后得到可循环使用的再生树脂和富锂溶液，进一步得到使用范围更广的碳酸锂产品；制备锂盐的溶液可继续回到体系中继续提锂。至此，整个工艺形成一个无污染，能耗低，成本低，锂回收率高的闭环锂稀溶液处理体系。CN111697282ACN111697282A权利要求书1/1页1.一种废旧电池正极材料回收稀溶液中提取锂的方法，包括以下步骤：将含锂的正极材料回收稀溶液中的锂离子沉淀得到锂盐沉淀，将所述锂盐沉淀制备成锂盐浆料后，与强酸型阳离子交换树脂进行离子交换，然后将离子交换后的树脂中的锂离子置换至含锂溶液中，最后将所述含锂溶液中的锂离子沉淀，得到锂盐。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：A)在含锂的正极材料回收稀溶液中加入磷酸，加入碱调节pH值为9～12，过滤水洗后得到磷酸锂沉淀；B)将所述磷酸锂沉淀加水球磨或搅拌，得到浆料；所述浆料中磷酸锂的粒度为100nm～1000μm；C)将所述浆料放入预处理的强酸型阳离子交换树脂中，20～60℃下陈放4～8小时，进行离子交换，得到离子交换的树脂；D)将所述离子交换的树脂用强酸进行再生，过滤得到含锂溶液；E)将所述含锂溶液加碱调节pH值至8～10，加入可溶性碳酸盐，得到碳酸锂沉淀。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含锂的正极材料回收稀溶液为正极材料经酸溶解、萃取分离金属离子之后的含锂溶液；所述的金属离子为镍、钴和锰中的一种或几种。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述磷酸的加入量为含锂的正极材料回收稀溶液中锂的物质的量的1～5倍。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤A)中的碱为氢氧化钠溶液和/或氨水；所述碱的浓度为1～3mol/L。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤B)中磷酸锂沉淀与水的质量比为(2～4)：(1～2)；所述球磨的时间为1～4小时。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述强酸型阳离子交换树脂为聚苯乙烯磺酸型树脂和/或聚丙烯酸磺酸型树脂；所述强酸型阳离子交换树脂按照以下步骤进行预处理：将所述强酸型阳离子交换树脂在乙醇中浸泡10～20min后，再使用去离子水浸泡，每隔10～20min更换一次去离子水，直至浸泡至所述去离子水呈现不明显的橙黄色、泡沫较少为止。8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤C)中离子交换后得到的磷酸溶液返回步骤A)中重复使用。9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤D)中再生后的树脂返回步骤C)中重复使用。10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤E)得到碳酸锂沉淀后，将所述碳酸锂沉淀过滤洗涤，得到的过滤液返回步骤A)中继续提取锂元素。2CN111697282A说明书1/7页一种废旧电池正极材料回收稀溶液中提取锂的方法技术领域[0001]本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种废旧电池正极材料回收稀溶液中提取锂的方法。背景技术[0002]锂离子电池作为一种具有优异电化学性能的可充电电池，已广泛用于移动设备(例如手机、笔记本电脑)、电子设备和电动/混合电动车中。随着锂离子电池消费量的不断增长，再加上其使用寿命有限(大概3-5年)，未来必将产生大量寿命终止的废旧电池。这些废旧电池内含有大量的有害物质(如重金属和电解质)，若不采取适当的处理措施，直接将其暴露于生态系统中，将会对人类和环境造成严重的风险。然而这些废物中仍然存在一些有价值的材料，尤其是正极材料中存在高附加值金属(如钴、