CN109207727A - 一种从废旧镍钴铜三元锂离子电池回收制备金属材料的方法 - Google Patents

一种从废旧镍钴铜三元锂离子电池回收制备金属材料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种从废旧镍钴铜三元锂离子电池回收制备金属材料的方法，包括，浸出得到含有铜、锂、镍,钴的浸出液；将浸出液采用煤油萃取体系进行分馏萃取，得有机相和富镍萃余液；用盐酸对有机相进行反萃，得含钴反萃液，并在含钴和锂的反萃液中加入碱，分离钴和锂；用硫酸对反萃钴后的有机相进行反萃，得含铜的反萃液，采用电沉积的方法得到电积铜；将得到的富镍萃余液进行萃镍处理，得富镍有机相，再对富镍有机相进行反萃得富镍反萃液，将富镍反萃液处理，完成镍的分离回收。本发明中将废旧镍钴铜三元锂离子电池中的金属分别分离出来，其中镍、钴、锂可进行再生制备锂离子电池进行二次利用。

Description

一种从废旧镍钴铜三元锂离子电池回收制备金属材料的方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池回收技术领域，具体的是一种从废旧镍钴铜三元锂离子电池回收制备金属材料的方法。
背景技术
随着电动汽车及各类电子消费品的快速增长，锂离子电池的使用量也同步的告诉增长。对于锂离子电池而言，电池容量降至初始容量80％即达到其设计寿命，电池就会报废。随着电池用量的增长，报废的电池数量庞大，如果不加以回收利用，势必造成资源浪费，因此对锂离子电池中钴、镍、锰、铜、铝等金属资源进行回收再利用将产生可观的经济效益；另外，不加以回收还会造成环境问题，如重金属污染问题、电解液泄露毒害问题等。因此，对锂离子电池进行回收再利用具有重大的意义。
发明内容
为解决现有技术中的问题，本发明设计了一种从废旧镍钴铜三元锂离子电池回收制备金属材料的方法，方法包括如下步骤：
步骤一，将废旧三元锂离子电池经过人工拆解、磁选、破碎、有机溶剂浸泡、筛分、硫酸浸出、得到含有Cu2+，Li+,Ni2+,Co2+的浸出液，浸出液经除杂处理得除杂液；
步骤二，将浸出液采用煤油萃取体系进行分馏萃取，得有机相和富镍萃余液；
步骤三，用盐酸对有机相进行反萃，得含钴反萃液，并在含钴反萃液中加入碱，沉淀回收钴；
步骤四，用硫酸对进行反萃钴后的有机相进行反萃，得含铜的反萃液， big采用电沉积的方法得到电积铜；
步骤五，将步骤二得到的富镍萃余液进行萃镍处理，得富镍有机相，再对富镍有机相进行反萃得富镍反萃液，将富镍反萃液处理，完成镍的分离回收。
本发明中将废旧镍钴铜三元锂离子电池中的金属分别分离出来，其中镍、钴、锂可进行再生制备锂离子电池进行二次利用，铜可再生利用为其他用途，不会造成资源浪费。
优选地，步骤二中，盐酸的浓度为0.5～2mol/L。
优选地，步骤三中，硫酸的浓度为1～2mol/L。
优选地，步骤二中，煤油萃取体系为P507煤油萃取体系。
优选地，步骤三中，加入碱性物质后调节溶液pH为7～12。
更优选地，步骤三中，碱性物质为漂白粉。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
将废旧三元锂离子电池经过安全放电后拆解，磁选除铁后得到卷芯，将卷芯破碎后先置于NMP中浸泡，筛分活性物质与极片，将活性粉末置于硫酸中浸出，反应完全后滤掉黑色不溶物得除杂后的浸出液。
将除杂后的浸出液中加入P507煤油萃取体系进行分馏萃取，得有机相和富集镍的萃余液；
用浓度为2mol/L的盐酸对有机相进行反萃，得含钴和锂的反萃液，并向含钴反萃液中加入漂白粉，调节pH值至11.5，沉淀回收氢氧化钴，完成钴的回收，并得到含锂溶液；
用浓度为1.5mol/L的硫酸对反萃钴后的有机相进行反萃，得铜的反萃液，并采用电沉积的方法得到电积铜；
采用P507煤油萃取体系将富镍萃余液进行催镍处理，得富镍有机相，然后再对富镍有机相采用硫酸进行反萃得硫酸镍溶液，将硫酸镍溶液采用电沉积的方法得电积镍；
将含锂溶液中通入二氧化碳并结晶得碳酸锂。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于，在进行逐级反萃时所采用的反萃液不同，具体如下：
将除杂后的浸出液中加入P507煤油萃取体系进行分馏萃取，得有机相和富集镍的萃余液；
用浓度为0.5mol/L的盐酸对有机相进行反萃，得含钴和锂的反萃液，并向含钴反萃液中加入漂白粉，调节pH值至8.5，沉淀回收氢氧化钴，完成钴的回收，并得到含锂溶液；
用浓度为1mol/L的硫酸对反萃钴后的有机相进行反萃，得铜的反萃液，并采用电沉积的方法得到电积铜；
采用P507煤油萃取体系将富镍萃余液进行催镍处理，得富镍有机相，然后再对富镍有机相采用硫酸进行反萃得硫酸镍溶液，将硫酸镍溶液采用电沉积的方法得电积镍；
将含锂溶液中通入二氧化碳并结晶得碳酸锂。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于，在进行逐级反萃时所采用的反萃液不同，具体如下：
将除杂后的浸出液中加入P507煤油萃取体系进行分馏萃取，得有机相和富集镍的萃余液；
用浓度为1.5mol/L的盐酸对有机相进行反萃，得含钴和锂的反萃液，并向含钴反萃液中加入漂白粉，调节pH值至9，沉淀回收氢氧化钴，完成钴的回收，并得到含锂溶液；
用浓度为2mol/L的硫酸对反萃钴后的有机相进行反萃，得铜的反萃液，并采用电沉积的方法得到电积铜；
采用P507煤油萃取体系将富镍萃余液进行催镍处理，得富镍有机相，然后再对富镍有机相采用硫酸进行反萃得硫酸镍溶液，将硫酸镍溶液采用电沉积的方法得电积镍；
将含锂溶液中通入二氧化碳并结晶得碳酸锂。
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处在于，在进行逐级反萃时所采用的反萃液不同，具体如下：
将除杂后的浸出液中加入P507煤油萃取体系进行分馏萃取，得有机相和富集镍的萃余液；
用浓度为2mol/L的盐酸对有机相进行反萃，得含钴和锂的反萃液，并向含钴反萃液中加入漂白粉，调节pH值至9，沉淀回收氢氧化钴，完成钴的回收，并得到含锂溶液；
用浓度为1.5mol/L的硫酸对反萃钴后的有机相进行反萃，得铜的反萃液，并采用电沉积的方法得到电积铜；
采用P507煤油萃取体系将富镍萃余液进行催镍处理，得富镍有机相，然后再对富镍有机相采用硫酸进行反萃得硫酸镍溶液，将硫酸镍溶液采用电沉积的方法得电积镍；
将含锂溶液中通入二氧化碳并结晶得碳酸锂。
如表1是实施例1～4电池回收得金属材料的方法中，金属的回收率：
表1
元素 镍 钴 铜
实施例1 97.1％ 96.2％ 95.8％
实施例2 96.8％ 96.0％ 96.4％
实施例3 97.5％ 96.4％ 96.3％
实施例4 97.8％ 96.1％ 96.0％
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种从废旧镍钴铜三元锂离子电池回收制备金属材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，将废旧三元锂离子电池经过人工拆解、磁选、破碎、有机溶剂浸泡、筛分、硫酸浸出、得到含有Cu2+，Li+,Ni2+,Co2+的浸出液，浸出液经除杂处理得除杂液；
步骤二，将浸出液采用煤油萃取体系进行分馏萃取，得有机相和富镍萃余液；
步骤三，用盐酸对有机相进行反萃，得含钴反萃液，并在含钴和锂的反萃液中加入碱性物质，分离钴和锂；
步骤四，用硫酸对反萃钴后的有机相进行反萃，得含铜的反萃液，采用电沉积的方法得到电积铜；
步骤五，将步骤二得到的富镍萃余液进行萃镍处理，得富镍有机相，再对富镍有机相进行反萃得富镍反萃液，将富镍反萃液处理，完成镍的分离回收。
2.根据权利要求1所述的从废旧镍钴铜三元锂离子电池回收制备金属材料的方法，其特征在于，步骤二中，盐酸的浓度为0.5～2mol/L。
3.根据权利要求1所述的从废旧镍钴铜三元锂离子电池回收制备金属材料的方法，其特征在于，步骤三中，硫酸的浓度为1～2mol/L。
4.根据权利要求1所述的从废旧镍钴铜三元锂离子电池回收制备金属材料的方法，其特征在于，步骤二中，煤油萃取体系为P507煤油萃取体系。
5.根据权利要求1所述的从废旧镍钴铜三元锂离子电池回收制备金属材料的方法，其特征在于，步骤三中，加入碱性物质后调节溶液pH为7～12。
6.根据权利要求1或5所述的从废旧镍钴铜三元锂离子电池回收制备金属材料的方法，其特征在于，步骤三中，碱性物质为漂白粉。
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