一种废旧镍钴锰酸锂电池正极材料的元素回收方法.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CN109216817A(43)申请公布日2019.01.15(21)申请号201710527903.9(22)申请日2017.06.30(71)申请人荆门市格林美新材料有限公司地址448124湖北省荆门市荆门高新技术产业开发区申请人格林美股份有限公司(72)发明人许开华张云河(74)专利代理机构深圳市合道英联专利事务所(普通合伙)44309代理人廉红果(51)Int.Cl.H01M10/54(2006.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称一种废旧镍钴锰酸锂电池正极材料的元素回收方法(57)摘要本发明公开了一种废旧镍钴锰酸锂电池正极材料的元素回收方法，属于二次资源回收利用和循环经济技术领域，解决了现有技术中在对废旧镍钴锰酸锂电池正极材料进行浸出时，浸出效果不明显，且不能对废旧镍钴锰酸锂电池正极材料中的每一种有价元素进行分离和回收利用的问题。本发明采用柠檬酸对废旧的镍钴锰酸锂电池材料进行浸取，避免了在对废旧镍钴锰酸锂电池正极材料进行浸出时，浸出效果不明显，又避开了金属离子之间复杂的分离工艺，该回收方法具有工艺简单、成本低、回收率高和回收产物的纯度高等优点；同时本发明的回收方法实现了对镍、钴、锰、锂等有价金属一一得到了分离和回收，使得再次应用于电池正极材料的制备。CN109216817ACN109216817A权利要求书1/2页1.一种废旧镍钴锰酸锂电池正极材料的元素回收方法，其特征在于，该方法通过以下步骤实现：步骤1，对废旧的镍钴锰酸锂电池材料进行分级处理，得到镍钴锰酸锂正极材料，备用；步骤2，用柠檬酸对步骤1所得的镍钴锰酸锂正极材料进行浸出，分离得到浸取液和浸取渣；步骤3，对步骤2所得的浸取液进行浓缩精馏，得到含钴、镍、锰、锂余液；步骤4，对步骤3所得的含钴、镍、锰、锂余液经组分调控后进行钴、镍、锰组分的共沉淀并进行固液分离，得到富锂溶液和含有钴、镍、锰的混料；步骤5，向步骤4所得的富锂溶液加入饱和碳酸钠溶液，得到白色沉淀，再经过抽滤、洗涤、干燥后，得到高纯碳酸锂固体；步骤6，将步骤4所得的含有钴、镍、锰的混料与稀硫酸和亚硫酸钠的混合液混合，调节终点pH为0～3.5，充分反应后过滤并保留第一滤液；步骤7，向步骤6所述第一滤液中加入可溶性过硫酸盐，调节终点pH为2～6，充分反应后过滤得到锰的氧化物沉淀以及含有硫酸镍和硫酸钴的第二滤液；步骤8，向步骤7所得的含有硫酸镍和硫酸钴的第二滤液中加入氧化剂组合物，机械搅拌并加热，在50-80℃条件下反应3-5h，反应过程中控制pH值在5.0-5.5；反应结束后，固液分离，得到沉钴后液和沉钴渣；步骤9，对步骤8所得的沉钴后液进行旋流电积提取镍，沉钴渣送钴回收系统生产草酸钴或氧化钴。2.根据权利要求1所述的一种废旧镍钴锰酸锂电池正极材料的元素回收方法，其特征在于，所述步骤4中，所述组分调控时需调节含钴、镍、锰、锂余液中镍、钴和锰的摩尔比符合分子式LiNixCoyMn1-x-yO2中Ni、Co和Mn的摩尔比，其中x＞0，y＞0，且x+y＜1。3.根据权利要求2所述的一种废旧镍钴锰酸锂电池正极材料的元素回收方法，其特征在于，所述调节含钴、镍、锰、锂余液中镍、钴和锰的摩尔比的具体方法为：向含钴、镍、锰、锂余液中添加水溶性镍盐、钴盐或者锰盐中一种或至少两种的组合。4.根据权利要求3所述的一种废旧镍钴锰酸锂电池正极材料的元素回收方法，其特征在于，所述步骤4中，所述共沉淀的具体方法为：向含钴、镍、锰、锂余液中加入碱性溶液，搅拌进行反应，反应的过程中调整含钴、镍、锰、锂余液的pH为7～12。5.根据权利要求4所述的一种废旧镍钴锰酸锂电池正极材料的元素回收方法，其特征在于，所述pH值优选为10～11；所述碱性溶液的浓度为2～4mol/L；所述搅拌速度为100～500rpm；所述搅拌时间为2～4h；所述反应温度为20～50℃。6.根据权利要求5所述的一种废旧镍钴锰酸锂电池正极材料的元素回收方法，其特征在于，所述碱性溶液为氢氧化钠、氨水中的一种或两种的混合。7.根据权利要求6所述的一种废旧镍钴锰酸锂电池正极材料的元素回收方法，其特征在于，所述步骤8中，所述氧化剂组合物包括氧化剂过氧化氢和氧化增效剂，所述氧化剂过氧化氢的用量为沉淀钴所需理论量的4-7倍。8.根据权利要求1-7任一所述的一种废旧镍钴锰酸锂电池正极材料的元素回收方法，其特征在于，所述步骤8中，所述氧化增效剂包括以下重量份计的组分：三氯异氰尿酸5.5-8.5份、N-乙酰苯胺0.9-2.3份和聚丙烯酰胺0.15-0.25份，用量为加入氧化增效剂至终浓度2CN109216817A权利要求书2/2页1-5g/L。3CN109216