CN111825110A - 废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法，将电池粉料在真空气氛中加热煅烧，利用负极碳作为还原剂，使得金属离子被还原。然后向还原粉料中加入水并通入CO2进行氢化、过滤。水浸液经蒸发、洗涤、烘干得到高纯碳酸锂。水浸渣经过酸浸得到酸浸液，酸浸液经除铜及铁铝后再加入P204萃取得到镍钴锰净化液。向净化液中加入可溶盐调整配比，然后进行共沉淀反应，过滤得到NixCoyMn1‑x‑y(OH)2。利用本方法处理锂离子电池，镍钴锰的回收率均大于98％，锂的回收率大于95％且得到碳酸锂纯度高，可直接用于三元电池正极材料的制备，实现资源循环利用。该方法工艺简单，优先提取高纯碳酸锂，提高了锂回收率，不需使用还原剂浸出，提高了有价金属元素的回收率。

Description

废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法
技术领域
本发明及电池回收技术领域，具体地，涉及一种废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法。
背景技术
随着电动汽车产业快速增长，电动汽车动力电池报废量也迅速增长，据预测，截止2020年，我国电动汽车动力电池年累计报废量将达到32.3万吨的规模。
动力电池中随不包含汞、镉、铅等毒害性较大的重金属元素，但是也会给环境带来各种污染，比如：电池正极材料中的重金属能够升高环境的PH值，处理不当也会产生有毒气体；动力电池中含有多种金属、电解液会危害人类的健康。另外，动力电池中含有大量可回收的有价金属，如Co、Ni、Mn、Cu、Li、Al、Fe等。其中，部分金属资源属自然界比较缺乏的元素，且价格较为昂贵。因此，如果不能有效的回收利用动力电池，势必会造成贵重金属流失以及重金属污染，动力电池回收不仅具有经济价值，更具有环保意义。
目前废旧三元电池回收利用方法主要有高温固相修复法和湿法元素提取法两种。其中：高温固相修复法就是将镍钴锰酸锂与其他杂质元素通过分选、化学除杂等方法分离，得到的镍钴锰酸锂通过补锂高温煅烧，得到性能恢复的镍钴锰酸锂三元电池正极材料，该方法得到的正极材料杂质含量高，电化学性能不佳；湿法元素提取法就是将镍钴锰酸锂三元粉料通过酸浸出、化学除杂、萃取深度除杂或分离镍钴锰，得到硫酸盐，含锂溶液加入碳酸钠蒸发浓缩得到碳酸锂。以上方法将镍钴锰锂等有价金属同步还原浸出，需消耗大量双氧水或次氯酸钠等还原剂；在后续各工序中每一步都有锂的损失，造成最终锂的回收率仅能达到65-70％左右；得到的碳酸锂为工业级碳酸锂，需要增加氢化提纯方可得到高纯碳酸锂；同时会产生大量含有负极碳的水浸渣，增加处置成本；且在沉锂前需要增加析钠工艺、沉锂后增加洗涤工序，增加了生产成本。
综上可见，目前废旧锂离子电池正极材料在回收制备正极材料弊端主要在于：工艺复杂，大量使用化学试剂；锂回收率底，造成锂损失严重，在锂原料价格上涨的当下，无疑提高了锂离子电池的生产成本；有价金属元素的回收需使用大量还原剂浸出，且有价金属元素的回收率底。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法，简化锂离子电池正极材料的回收工艺，优先提取高纯碳酸锂，提高锂回收率，不使用还原剂浸出，提高有价金属元素的回收率。
本发明提供了一种废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法，包括以下步骤：
(1)煅烧还原：将含有锂离子电池正极材料的电池粉料在真空气氛中进行加热煅烧还原，再将其破碎过筛，得到还原粉料；
(2)提取锂：向步骤(1)所得的还原粉料中加入水并混合均匀，然后通入CO2进行氢化反应，过滤得到碳酸氢锂溶液及水浸渣；
(3)制备高纯碳酸锂：将步骤(2)所得的碳酸氢锂溶液加热蒸发浓缩，再经洗涤、烘干后得到高纯碳酸锂；
(4)酸浸出：将步骤(2)所得的水浸渣加入酸溶液中并搅拌浸出，得到含有镍、钴、锰、铝、铜、铁的酸浸液；
(5)除铜：向步骤(4)所得的酸浸液中加入铁粉，待反应完全后，过滤得到除铜后液；
(6)除铁铝：向步骤(5)所得的除铜后液中加入硫酸钠，搅拌并缓慢滴加工业双氧水，再加入碱溶液调整PH至1.5～2.0，然后升温进行反应，反应结束后降温，再加入碱溶液调整PH至3.0～4.0，过滤得到除铁铝后液；
(7)萃取除杂：向步骤(6)所得的除铁铝后液中加入酸溶液调整PH至1.5～2.5，通过有机萃取剂萃取使酸浸液中的镍、钴和锰的保留在水相中，除镍、钴和锰以外的杂质全部进入有机相，分离收集水相得到净化液；
(8)制备三元前驱体：检测步骤(7)所得净化液中镍、钴、锰浓度，向净化液中加入可溶性镍盐、钴盐或锰盐调整配比，使净化液中镍、钴、锰达到所需三元正极材料前驱体的摩尔比，然后向其中加入氨水及碱液进行共沉淀反应，过滤得到三元正极前驱体沉淀NixCoyMn1-x-y(OH)2；
优选的，所述步骤(1)的电池粉料中包括锂离子电池正极材料、负极材料及铜、铝、铁等元素，所述锂离子电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、镍钴铝酸锂以及镍钴锰酸锂电池中的一种或几种；步骤(1)中的煅烧温度为700～1000℃，煅烧时间为1～6h，真空度为-0.1MPa～-0.01MPa。
优选的，所述步骤(2)中固液质量比为电池粉料：水＝1：(10～15)，通入CO2的流量为20ml/min，浸化温度为室温，浸化时间为2～3h。
优选的，所述步骤(3)中蒸发浓缩温度为85～95℃。
优选的，所述步骤(4)的酸为硫酸、盐酸、硝酸中的一种或几种混合物，酸溶液的浓度为0.1～1mol/L；固液质量比为水浸渣：酸溶液＝1：(3～5)，浸出温度为40～80℃，浸出时间为1～3h，搅拌速率200～500r/min。
优选的，所述步骤(5)中铁粉加入摩尔量为溶液中铜含量1～3倍，反应温度30～80℃，反应时间10～60min。
优选的，所述步骤(6)硫酸钠与双氧水的加入量按照除铜后液：硫酸钠：双氧水＝100mL：(1～3)g：(2～10)mL计算，双氧水滴加时间为1～2h，滴加温度为40～50℃；升温至85～95℃反应1～2h，待温度降至55～65℃以后，加入碱溶液调整PH。
优选的，所述步骤(6)中的碱为氢氧化钠、氨水、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾和碳酸氢铵的一种或几种混合溶液。
优选的，所述步骤(7)中所用萃取剂为P204，P204的皂化率为60～75％，水相溶液PH值控制在2～3，有机相与水相体积比为有机相：水相＝(0.2～1)：1，萃取级数为3～5级逆流萃取。
优选的，所述步骤(8)中调整配比时加入硫酸镍、硝酸镍、氯化镍、硫酸钴、硝酸钴、氯化钴、氯化锰、硝酸锰或硫酸锰的一种或几种，共沉淀时加入的碱液为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵溶液中的一种或多种混合物，碱液浓度为1～2mol/L，氨水浓度为10～15％，反应PH为10.5～12.5，反应温度为40～90℃，搅拌速率800～1500r/min。
本发明的原理：首先，将含有锂离子电池正极材料的电池粉料在真空气氛中进行加热煅烧，利用负极碳作为还原剂，使得混合电池粉料中金属离子被还原。然后向还原粉料中加入水并混合均匀，然后通入CO2进行氢化反应，Li+被浸出与HCO3 +反应得到碳酸氢锂溶液，过滤得到的碳酸氢锂溶液经加热蒸发浓缩，再经洗涤、烘干后得到高纯碳酸锂。过滤得到的水浸渣加入酸溶液中并搅拌浸出，得到含有镍、钴、锰、铝、铜、铁的酸浸液，向所得的酸浸液中加入铁粉，由铁置换处溶液中的Cu2+，过滤除去铜，然后向除铜后液中加入硫酸钠，搅拌并缓慢滴加工业双氧水，并调节PH及温度，使得铁铝以沉淀的形式析出，过滤除去铁铝，然后加入有机萃取剂P204萃取使酸浸液中的镍、钴和锰的保留在水相中，除镍、钴和锰以外的杂质全部进入有机相，分离收集水相得到净化液得到纯净的镍、钴、锰溶液，即净化液。检测净化液中镍、钴、锰浓度，向净化液中加入可溶性镍盐、钴盐或锰盐调整配比，使净化液中镍、钴、锰达到所需三元正极材料前驱体的摩尔比，然后向其中加入氨水及碱液进行共沉淀反应，过滤得到三元正极前驱体沉淀NixCoyMn1-x-y(OH)2。
本发明的有益效果：
1、优先提取锂制备高纯碳酸锂，锂的回收率高达95％，回收率高，产品纯度高；
2、回收得到的碳酸锂无需多次纯水洗涤，大幅降低了废水的产生量，节约水资源；
3、充分利用负极碳作为还原剂，大幅降低了固废的产生量；
4、省去了镍钴分离工序，对净化液调整组分配比后直接沉淀得到不同配比的三元正极前驱体材料，大大降低了生产成本；
5、所得三元前驱体和碳酸锂纯度高，可以直接用于三元电池正极材料的制备，真正实现资源循环利用。
综上所述，本发明的废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法，镍钴锰的回收率均大于98％，锂的回收率大于95％且得到碳酸锂纯度高，可直接用于三元电池正极材料的制备，真正实现资源循环利用。该方法工艺简单，优先提取高纯碳酸锂，大幅提高了锂回收率，不需使用还原剂浸出，大幅提高了有价金属元素的回收率。
附图说明
图1为本发明的废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法的工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法，包括以下步骤：
(1)煅烧还原：将含有锂离子电池正极材料的电池粉料在真空气氛中进行加热煅烧还原，再将其破碎过筛，得到还原粉料；所述电池粉料中包括锂离子电池正极材料、负极材料及铜、铝、铁等元素，所述锂离子电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、镍钴铝酸锂以及镍钴锰酸锂电池中的一种或几种；煅烧温度为700～1000℃，煅烧时间为1～6h，真空度为-0.1MPa～-0.01MPa；
(2)提取锂：向步骤(1)所得的还原粉料中加入水并混合均匀，然后通入CO2进行氢化，过滤得到碳酸氢锂溶液及水浸渣；固液质量比为电池粉料：水＝1：(10～15)，通入CO2的流量为20ml/min，浸化温度为室温，氢化时间为2～3h；
(3)制备高纯碳酸锂：将步骤(2)所得的碳酸氢锂溶液加热蒸发浓缩，再经洗涤、烘干后得到高纯碳酸锂；蒸发浓缩温度为85～95℃；
(4)酸浸出：将步骤(2)所得的水浸渣加入酸溶液中并搅拌浸出，得到含有镍、钴、锰、铝、铜、铁的酸浸液；所述酸为硫酸、盐酸、硝酸中的一种或几种混合物，酸溶液的浓度为0.1～1mol/L；固液质量比为水浸渣：酸溶液＝1：(3～5)，浸出温度为40～80℃，浸出时间为1～3h，搅拌速率200～500r/min；
(5)除铜：向步骤(4)所得的酸浸液中加入铁粉，待反应完全后，过滤得到除铜后液；铁粉加入摩尔量为溶液中铜含量的1～3倍，反应温度30～80℃，反应时间10～60min。
(6)除铁铝：按照除铜后液：硫酸钠：双氧水＝100mL：(1～3)g：(2～10)mL的量，向步骤(5)所得的除铜后液中加入硫酸钠，搅拌并缓慢滴加工业双氧水，双氧水滴加时间为1～2h，滴加温度为40～50℃，再加入碱溶液调整PH至1.5～2.0，然后升温至85～95℃反应1～2h，待温度降至55～65℃以后，加入碱溶液调整PH至3.0～4.0，过滤得到除铁铝后液；所述碱为氢氧化钠、氨水、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾和碳酸氢铵的一种或几种混合溶液；
(7)萃取除杂：向步骤(6)所得的除铁铝后液中加入酸溶液调整PH至1.5～2.5，按有机相与水相体积比为有机相：水相＝(0.2～1)：1向混合液中加入皂化率为60～75％的有机萃取剂P204，并使得水相溶液PH值控制在2～3，萃取级数为3～5级逆流萃取，通过有机萃取剂P204萃取使酸浸液中的镍、钴和锰的保留在水相中，除镍、钴和锰以外的杂质全部进入有机相，分离收集水相得到净化液；
(8)制备三元前驱体：检测步骤(7)所得净化液中镍、钴、锰浓度，向净化液中加入可溶性镍盐、钴盐或锰盐调整配比，使净化液中镍、钴、锰达到所需三元正极材料前驱体的摩尔比，然后向其中加入氨水及碱液进行共沉淀反应，过滤得到三元正极前驱体沉淀NixCoyMn1-x-y(OH)2；调整配比时加入硫酸镍、硫酸钴或硫酸锰的一种或几种，共沉淀时加入的碱液为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵溶液中的一种或多种混合物，碱液浓度为1～2mol/L，氨水浓度为10～15％，反应PH为10.5～12.5，反应温度为40～90℃，搅拌速率800～1500r/min。
实施例1：
本实施例的废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法，包括以下步骤：
(1)取20g含有NCM523的废旧三元电池粉料，放入真空炉中，维持真空度-0.05MPa于900℃保温4h，再将其破碎过筛，得到还原粉料；
(2)提取锂：取步骤(1)所得的还原粉料，向其中加入200g纯水并混合均匀，然后于室温下以20ml/min的流量通入CO2并持续搅拌，氢化反应2h，过滤得到碳酸氢锂溶液及水浸渣；
(3)制备高纯碳酸锂：将步骤(2)所得的碳酸氢锂溶液于90℃加热蒸发浓缩至20mL，再经洗涤、烘干后得到高纯碳酸锂2.9g；碳酸锂分析结果见表2；
(4)酸浸出：按质量比水浸渣：酸溶液＝1：5将步骤(2)所得的水浸渣加入0.25mol/L的稀硫酸溶液中，在搅拌速率300r/min，温度40～80℃下反应1.5h后过滤，得到酸浸液；
(5)除铜：向步骤(4)所得的酸浸液中加入铁粉，铁粉加入摩尔量为溶液中铜含量的2倍，在温度50℃，搅拌反应30min，过滤得到除铜后液；
(6)除铁铝：按照除铜后液：硫酸钠：双氧水＝100mL：2.5g：7.5mL的量，向步骤(5)所得的除铜后液中加入硫酸钠，搅拌并缓慢滴加工业双氧水，双氧水滴加时间为1h，滴加温度为45℃，再加入氢氧化钠溶液调整PH至1.8，然后升温至90℃反应1h待降温至60℃以后，加入氢氧化钠溶液调整PH至3.5，过滤得到除铁铝后液；
(7)萃取除杂：向步骤(6)所得的除铁铝后液中加入酸溶液调整PH至2.5，按有机相与水相体积比为有机相：水相＝0.5：1向混合液中加入皂化率为65％的有机萃取剂P204，并使得水相溶液PH值控制在2.8，经3级逆流萃取，通过有机萃取剂P204萃取使酸浸液中的镍、钴和锰的保留在水相中，除镍、钴和锰以外的杂质全部进入有机相，分离收集水相得到净化液；
(8)制备三元前驱体：检测步骤(7)所得净化液中镍、钴、锰浓度，向净化液中加入可溶性硫酸镍、硫酸钴或硫酸锰调整配比，使净化液中镍、钴、锰摩尔比为5：2：3，然后向其中并流加入2mol/L的氢氧化钠溶液和体积分数10％的氨水溶液，维持溶液PH值为11，搅拌速率800r/min，反应温度50℃，反应完毕后陈化10h过滤并用去离子水多次洗涤，烘干后得到三元正极前驱体沉淀Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2，三元前驱体分析结果如表2所示，将该前驱体与所制备的高纯碳酸锂按照M：Li＝1:1.05混合，加入适量乙醇球磨8h，烘干后在空气气氛中900℃煅烧10h，得到三元正极材料，组装扣电检测，0.2C充放电比容量为165mAh/g。
实施例2：
本实施例的废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法，包括以下步骤：
(1)取100g含有钴酸锂的电池粉料，放入真空炉中，维持真空度-0.1MPa于800℃保温3h，再将其破碎过筛，得到还原粉料；
(2)提取锂：取步骤(1)所得的还原粉料，向其中加入1500g纯水并混合均匀，然后于室温下以20ml/min的流量通入CO2并持续搅拌，氢化反应3h，过滤得到碳酸氢锂溶液及水浸渣；
(3)制备高纯碳酸锂：将步骤(2)所得的碳酸氢锂溶液于95℃加热蒸发浓缩至100mL，再经洗涤、烘干后得到高纯碳酸锂24.8g；碳酸锂分析结果见表2；
(4)酸浸出：按质量比水浸渣：酸溶液＝1：5将步骤(2)所得的水浸渣加入0.5mol/L的稀盐酸溶液中，在搅拌速率400r/min，温度70℃下反应2.5h后过滤，得到酸浸液；
(5)除铜：向步骤(4)所得的酸浸液中加入铁粉，铁粉加入摩尔量为溶液中铜含量的3倍，在温度60℃，搅拌反应20min，过滤得到除铜后液；
(6)除铁铝：按照除铜后液：硫酸钠：双氧水＝100mL：1g：5mL的量，向步骤(5)所得的除铜后液中加入硫酸钠，搅拌并缓慢滴加工业双氧水，双氧水滴加时间为1.5h，滴加温度为40℃，再加入碳酸钠溶液调整PH至2.0，然后升温至85℃反应1.5h待降温至60℃以后，加入碳酸钠溶液调整PH至4.0，过滤得到除铁铝后液；
(7)萃取除杂：向步骤(6)所得的除铁铝后液中加入酸溶液调整PH至1.8，按有机相与水相体积比为有机相：水相＝0.3：1向混合液中加入皂化率为60％的有机萃取剂P204，并使得水相溶液PH值控制在2.0，经5级逆流萃取，通过有机萃取剂P204萃取使酸浸液中的钴保留在水相中，除钴以外的杂质全部进入有机相，分离收集水相得到净化液；
(8)制备三元前驱体：检测步骤(7)所得净化液中钴浓度，向净化液中加入硝酸镍、硝酸钴或硝酸锰调整配比，使净化液中镍、钴、锰摩尔比为6：2：2，然后向其中并流加入2mol/L的氢氧化钠溶液和体积分数10％的氨水溶液，维持溶液PH值为10.5，搅拌速率800r/min，反应温度60℃，反应完毕后陈化10h过滤并用去离子水多次洗涤，烘干后得到三元正极前驱体沉淀Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2，三元前驱体分析结果如表1所示，将该前驱体与所制备的高纯碳酸锂按照M：Li＝1:1.05混合，加入适量乙醇球磨8h，烘干后在空气气氛中800℃煅烧10h，得到三元正极材料，组装扣电检测，0.2C充放电比容量为175mAh/g。
实施例3：
本实施例的废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法，包括以下步骤：
(1)取100g含有NCM111废旧三元电池粉料，放入真空炉中，维持真空度-0.03MPa于750℃保温6h，再将其破碎过筛，得到还原粉料；
(2)提取锂：取步骤(1)所得的还原粉料，向其中加入1200g纯水并混合均匀，然后于室温下以20ml/min的流量通入CO2并持续搅拌，氢化反应2.5h，过滤得到碳酸氢锂溶液及水浸渣；
(3)制备高纯碳酸锂：将步骤(2)所得的碳酸氢锂溶液于85℃加热蒸发浓缩至120mL，再经洗涤、烘干后得到高纯碳酸锂24.5g；碳酸锂分析结果见表2；
(4)酸浸出：按质量比水浸渣：酸溶液＝1：5将步骤(2)所得的水浸渣加入0.8mol/L的稀硝酸溶液中，在搅拌速率500r/min，温度50℃下反应2h后过滤，得到酸浸液；
(5)除铜：向步骤(4)所得的酸浸液中加入铁粉，铁粉加入摩尔量为溶液中铜含量的2.5倍，在温度50℃，搅拌反应45min，过滤得到除铜后液；
(6)除铁铝：按照除铜后液：硫酸钠：双氧水＝100mL：1.5g：3mL的量，向步骤(5)所得的除铜后液中加入硫酸钠，搅拌并缓慢滴加工业双氧水，双氧水滴加时间为2h，滴加温度为50℃，再加入碳酸钠溶液调整PH至1.5，然后升温至95℃反应2h待降温至55℃以后，加入碳酸钠溶液调整PH至3.0，过滤得到除铁铝后液；
(7)萃取除杂：向步骤(6)所得的除铁铝后液中加入酸溶液调整PH至2.2，按有机相与水相体积比为有机相：水相＝1：1向混合液中加入皂化率为70％的有机萃取剂P204，并使得水相溶液PH值控制在2.5，经4级逆流萃取，通过有机萃取剂P204萃取使酸浸液中的镍、钴和锰的保留在水相中，除镍、钴和锰以外的杂质全部进入有机相，分离收集水相得到净化液；
(8)制备三元前驱体：检测步骤(7)所得净化液中镍、钴、锰浓度，向净化液中加入可溶性硫酸钴、硫酸镍或氯化锰调整配比，使净化液中镍、钴、锰摩尔比为8：1：1，然后向其中并流加入2mol/L的碳酸铵溶液和体积分数10％的氨水溶液，维持溶液PH值为11.8，搅拌速率1500r/min，反应温度70℃，反应完毕后陈化10h过滤并用去离子水多次洗涤，烘干后得到三元正极前驱体沉淀Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2，三元前驱体分析结果如表1所示，将该前驱体与所制备的高纯单水氢氧化锂按照M：Li＝1:1.05混合，加入适量乙醇球磨8h，烘干后在空气气氛中700℃煅烧8h，得到三元正极材料，组装扣电检测，0.2C充放电比容量为200mAh/g。
如表1可见，根据本发明的废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法得到的三元前驱体，主元素摩尔比均符合5:2:3、6:2:2和8:1:1，且杂质含量和比表面积等检测也符合GB/T 26300-2010标准，为合格标号的三元前驱体。
如表2可见，根据本发明的废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法得到的碳酸锂，主元素含量及杂质含量均符合行业标准YS/T 582-2013，达到电池级高纯碳酸锂标准。
如表3可见，根据本发明的废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法锂的回收率分别为95.7％、95.1％和95.9％。
表1所得三元前驱体分析结果
Figure BDA0002487168020000101
表2所得碳酸锂分析结果表
Figure BDA0002487168020000111
表3实施例中各回收料成分含量分析结果
项目 Li Co Ni Mn Al Fe Cu C
实施例1 2.85％ 2.3％ 5％ 14.5％ 0.98％ 0.2％ 0.2％ 30％
实施例2 4.9％ 10.5％ / / 1.03％ 0.18％ 0.22％ 28％
实施例3 4.8％ 4.1％ 32.92％ 3.86％ 0.4％ 0.18％ 0.2％ 31％

Claims (10)

1.一种废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)煅烧还原：将含有锂离子电池正极材料的电池粉料在真空气氛中进行加热煅烧还原，再将其破碎过筛，得到还原粉料；
(2)提取锂：向步骤(1)所得的还原粉料中加入水并混合均匀，然后通入CO2进行氢化，过滤得到碳酸氢锂溶液及水浸渣；
(3)制备高纯碳酸锂：将步骤(2)所得的碳酸氢锂溶液加热蒸发浓缩，再经洗涤、烘干后得到高纯碳酸锂；
(4)酸浸出：将步骤(2)所得的水浸渣加入酸溶液中并搅拌浸出，得到含有镍、钴、锰、铝、铜、铁的酸浸液；
(5)除铜：向步骤(4)所得的酸浸液中加入铁粉，待反应完全后，过滤得到除铜后液；
(6)除铁铝：向步骤(5)所得的除铜后液中加入硫酸钠，搅拌并缓慢滴加工业双氧水，再加入碱溶液调整PH至1.5～2.0，然后升温进行反应，反应结束后降温，再加入碱溶液调整PH至3.0～4.0，过滤得到除铁铝后液；
(7)萃取除杂：向步骤(6)所得的除铁铝后液中加入酸溶液调整PH至1.5～2.5，通过有机萃取剂萃取使酸浸液中的镍、钴和锰的保留在水相中，除镍、钴和锰以外的杂质全部进入有机相，分离收集水相得到净化液；
(8)制备三元前驱体：检测步骤(7)所得净化液中镍、钴、锰浓度，向净化液中加入可溶性镍盐、钴盐或锰盐调整配比，使净化液中镍、钴、锰达到所需三元正极材料前驱体的摩尔比，然后向其中加入氨水及碱液进行共沉淀反应，过滤得到三元正极前驱体沉淀NixCoyMn1-x-y(OH)2。
2.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法，其特征在于，所述步骤(1)的电池粉料中包括锂离子电池正极材料、负极材料及铜、铝、铁等元素，所述锂离子电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、镍钴铝酸锂以及镍钴锰酸锂电池中的一种或几种；步骤(1)中的煅烧温度为700～1000℃，煅烧时间为1～6h，真空度为-0.1MPa～-0.01MPa。
3.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法，其特征在于，所述步骤(2)中固液质量比为电池粉料：水＝1：(10～15)，通入CO2的流量为20ml/min，氢化温度为室温，氢化时间为2～3h。
4.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法，其特征在于，所述步骤(3)中蒸发浓缩温度为85～95℃。
5.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法，其特征在于，所述步骤(4)的酸为硫酸、盐酸、硝酸中的一种或几种混合物，酸溶液的浓度为0.1～1mol/L；固液质量比为水浸渣：酸溶液＝1：(3～5)，浸出温度为40～80℃，浸出时间为1～3h，搅拌速率200～500r/min。
6.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法，其特征在于，所述步骤(5)中铁粉加入摩尔量为溶液中铜含量1～3倍，反应温度30～80℃，反应时间10～60min。
7.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法，其特征在于，所述步骤(6)硫酸钠与双氧水的加入量按照除铜后液：硫酸钠：双氧水＝100mL：(1～3)g：(2～10)mL计算，双氧水滴加时间为1～2h，滴加温度为40～50℃；升温至85～95℃反应1～2h，待温度降至55～65℃以后，加入碱溶液调整PH。
8.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法，其特征在于，所述步骤(6)中的碱为氢氧化钠、氨水、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾和碳酸氢铵的一种或几种混合溶液。
9.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法，其特征在于，所述步骤(7)中所用萃取剂为P204，P204的皂化率为60～75％，P204体积分数为15～25％，水相溶液PH值控制在2～3，有机相与水相体积比为有机相：水相＝(0.2～1)：1，萃取级数为3～5级逆流萃取。
10.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法，其特征在于，所述步骤(8)中调整配比时加入硫酸镍、硝酸镍、氯化镍、硫酸钴、硝酸钴、氯化钴、氯化锰、硝酸锰或硫酸锰的一种或几种，共沉淀时加入的碱液为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵溶液中的一种或多种混合物，碱液浓度为1～2mol/L，氨水浓度为10～15％，反应PH为10.5～12.5，反应温度为40～90℃，搅拌速率800～1500r/min。
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