CN116004974A - 一种还原焙烧装置和从废旧锂电池中回收锂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明锂电池回收技术领域，尤其涉及一种还原焙烧装置和从废旧锂电池中回收锂的方法。本发明提供的还原焙烧装置和从废旧锂电池中回收锂的方法，所述还原焙烧装置可以使还原气体得到高效利用，所述从废旧锂电池中回收锂的方法具有较高的回收率和低碳清洁的特性。
Description
技术领域
本发明锂电池回收技术领域，尤其涉及一种还原焙烧装置和从废旧锂电池中回收锂的方法。
背景技术
锂离子电池产品包括手机、汽车和数码产品已经成为人们日常生活的必需品。根据全球锂电池市场的总体演变和平均寿命，预计2035年全球最终回收的电池材料数量将相当于约104GWh。如果不加以适当处理或处置，这些大量的废物将会存在对环境造成严重的风险。锂离子电池工业不断消耗大量的金属材料，为实现锂离子电池行业的可持续发展，迫切要求开发经济上可行、环境上无害的方法从废锂电池中分离和回收锂。
目前，回收锂资源的方法主要有化学浸出、生物提取、热处理和机械化学等。对于化学浸出来说，金属回收的关键是从废锂电池的正极材料中分离出金属元素，为了达到这一目的，强酸被广泛用于溶解金属元素。然而，强酸的潜在环境风险极大地限制了其大规模应用。此外，生物提取和机械化学可以实现金属元素的高效分离，但其处理能力较低，无法处理规模较大的废旧锂离子电池。相对而言，传统热处理可以处理大量的废旧锂离子电池来有效分离金属元素。然而，在这之后，需要一系列复杂的净化过程来获得金属产品。因此，除了需要提高锂离子的回收率以外，如何提高锂在金属萃取过程中的选择性也是重点。因为锂的选择性回收可以大大简化回收过程，减少化学消耗为了满足巨大的社会需求。
针对上述问题，申请号为CN202210234652.6的中国专利公开的“一种三元正极废料的碳还原焙烧回收方法”，用碳焙烧作还原气氛对三元正极废料进行还原焙烧，然后将还原粉料加入纯水浸出过滤，随后在浸出液中加入石灰乳并加热至混合液沸腾得到氢氧化锂。该发明虽然也实现了优先提锂的目的，但采用碳作为还原剂可能会引入新的杂质(碳)，从而增加了后续工艺的难度，并且碳作为还原剂可能会导致锂的不完全恢复(＜90％)，而且浸出液中还需要添加额外的试剂才能得到氢氧化锂。同时，采用还原气氛与废锂电池正极活性材料反应的时候还通常会存在还原气体与正极活性材料接触不充分的问题，以致于还原气体不能被高效利用，造成资源的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种还原焙烧装置和从废旧锂电池中回收锂的方法，所述还原焙烧装置可以使还原气体得到高效利用，所述从废旧锂电池中回收锂的方法具有较高的回收率和低碳清洁的特性。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种还原焙烧装置，包括微孔载片1、石英管3、保护气体气瓶5-1和还原气体气瓶5-2；
所述保护气体气瓶5-1和还原气体气瓶5-2均与所述石英管3的底部连通；
所述石英管3置于竖式管式炉内；
所述微孔载片1位于所述石英管3的管腔内部，且所述微孔载片1的直径方向垂直与所述石英管3的管腔长度方向。
优选的，所述微孔载片1为孔径为40～100μm的石英砂芯板。
本发明还提供了一种从废旧锂电池中回收锂的方法，包括以下步骤：
提取废旧锂电池的正极活性物质；
将所述正极活性物质在上述技术方案所述的还原焙烧装置中进行还原焙烧，得到还原粉料；
将所述还原粉料在水中进行浸出后，将得到的滤液进行结晶，得到氢氧化锂。
优选的，所述还原焙烧的过程包括：
将所述正极活性物质置于所述石英管3的微孔载片1上，并将所述石英管3放入竖式管式炉中，通过保护气体气瓶5-1向所述石英管3的管腔内通入保护气体进行换气后，升温至还原焙烧的温度，停止通入保护气体，通过还原气体气瓶5-2向所述石英管3的管腔内通过还原气体进行还原焙烧。
优选的，所述保护气体包括氩气、氮气和氦气中的一种或几种；
所述还原气体包括氨气和/或氢气。
优选的，所述升温至还原焙烧的温度的升温速率为2～10℃/min。
优选的，所述还原焙烧的温度为300～750℃，保温时间为30～120min，所述还原气体的气体流量为50～400mL/min。
优选的，所述浸出的液固比为10～150mL/g，温度为20～60℃，时间为10～60min。
优选的，所述提取废旧锂电池的正极活性物质的过程包括以下步骤：
将所述废旧锂电池依次进行放电、拆解和干燥，得到正极片；
将所述正极片依次进行焙烧、剥离和筛分，得到所述正极活性物质。
优选的，所述焙烧的温度为550～700℃，保温时间为30～90min。
本发明提供了一种还原焙烧装置，包括微孔载片1、石英管3、保护气体气瓶5-1和还原气体气瓶5-2；所述保护气体气瓶5-1和还原气体气瓶5-2均与所述石英管3的底部连通；所述石英管3置于竖式管式炉内；所述微孔载片1位于所述石英管3的管腔内部，且所述微孔载片1的直径方向垂直与所述石英管3的管腔长度方向。所述还原焙烧装置可以使样品取放更加方便，而且能够使还原气体完全通过待还原的物料，使待还原的物料与还原性气体更加充分的接触，更高效的利用还原气氛，使反应更加充分，提升回收效率。
本发明还提供了一种从废旧锂电池中回收锂的方法，包括以下步骤：提取废旧锂电池的正极活性物质；将所述正极活性物质在上述技术方案所述的还原焙烧装置中进行还原焙烧，得到还原粉料；将所述还原粉料在水中进行浸出后，将得到的滤液进行结晶，得到氢氧化锂。本发明所述回收锂的方法是将正极活性物质先进行还原焙烧后，将得到的还原粉料加入纯水中浸出，镍、钴、锰等有价金属元素浸出受到抑制，而锂元素溶于水，使废旧正极锂电材料中的锂元素被选择性浸出，并将得到的滤液进行结晶，得到氢氧化锂，对锂元素的浸出率可达到99％，锂的选择性可达到99％，提取率高，选择性高，工艺简单；且本发明所述回收的过程无需添加额外的有毒有害化学试剂，还原焙烧过程虽然会产生尾气，但是尾气的回收工艺相对成熟，依次采用常规的酸液和碱液进行吸收即可，回收过程高效且清洁环保；由于在还原焙烧过程中会生成氧化锂以及镍、钴和锰的单质或氧化物，本发明选取水作为金属锂的浸出剂，对锂进行选择性浸出，氧化锂可溶于水生成氢氧化锂，而镍、钴和锰的单质或氧化物不溶于水，因此可以在锂元素浸出的同时，镍、钴、锰元素浸出被抑制，浸出阶段过程简单，浸出时间短，可一步达到选择性提取锂的效果。
附图说明
图1为本发明所述还原焙烧装置的结构示意图，其中，1为微孔载片，2为磨口，3为石英管，4为通气阀，5-1为保护气体气瓶，5-2为还原气体气瓶，6-尾气吸收液；
图2为本发明所述从废旧锂电池中回收锂的方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种还原焙烧装置，包括微孔载片1、石英管3、保护气体气瓶5-1和还原气体气瓶5-2；
所述保护气体气瓶5-1和还原气体气瓶5-2均与所述石英管3的底部连通；
所述石英管3置于竖式管式炉内；
所述微孔载片1位于所述石英管3的管腔内部，且所述微孔载片1的直径方向垂直与所述石英管3的管腔长度方向。
作为本发明的一个实施例，所述还原焙烧装置还包括尾气吸收液6，所述尾气吸收液6与所述石英管3的顶部连通，用于吸收还原焙烧过程中产生的尾气。
作为本发明的一个实施例，所述还原焙烧装置还包括通气阀4，所述通气阀4为三通阀，所述通气阀的三通接口分别连接所述石英管3的底部、保护气体气瓶5-1和还原气体气瓶5-2。
作为本发明的一个实施例，所述石英管3为带有磨口2的石英管。
在本发明中，所述微孔载片1优选为孔径为40～100μm的石英砂芯板。
如图2所示，本发明还提供了一种从废旧锂电池中回收锂的方法，包括以下步骤：
提取废旧锂电池的正极活性物质；
将所述正极活性物质在上述技术方案所述的还原焙烧装置中进行还原焙烧，得到还原粉料；
将所述还原粉料在水中进行浸出后，将得到的滤液进行结晶，得到氢氧化锂。
在本发明中，若无特殊说明，所有制备原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。
本发明提取废旧锂电池的正极活性物质。
在本发明中，所述提取废旧锂电池的正极活性物质的过程优选包括以下步骤：
将所述废旧锂电池依次进行放电、拆解和干燥，得到正极片；
将所述正极片依次进行焙烧、剥离和筛分，得到所述正极活性物质。
本发明将所述废旧锂电池依次进行放电、拆解和干燥，得到正极片。
本发明对所述放电、拆解和干燥的过程均没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行进行即可。
得到正极片后，本发明将所述正极片依次进行焙烧、剥离和筛分，得到所述正极活性物质。
在本发明中，所述焙烧的温度优选为550～700℃，更优选为580～670℃，最优选为600～630℃；保温时间优选为30～90min，更优选为40～80min，最优选为50～60min。
在本发明中，所述焙烧的作用是除去正极片上带有的电解液和粘结剂，并使正极活性物质更容易从铝箔上剥离。
本发明对所述剥离和筛分的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
在本发明中，所述筛分后得到的正极活性物质的粒径优选为25～400μm，更优选为40～200μm，最优选为45～100μm。
得到正极活性物质后，本发明将所述正极活性物质在上述技术方案所述的还原焙烧装置中进行还原焙烧，得到还原粉料。
在本发明中，所述还原焙烧的过程优选包括：将所述正极活性物质置于所述石英管3的微孔载片1上，并将所述石英管3放入竖式管式炉中，通过保护气体气瓶5-1向所述石英管3的管腔内通入保护气体进行换气后，升温至还原焙烧的温度，停止通入保护气体，通过还原气体气瓶5-2向所述石英管3的管腔内通过还原气体进行还原焙烧。
在本发明中，所述保护气体优选包括氩气、氮气和氦气中的一种或几种，更优选为氮气，当所述保护气体为上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可；所述还原气体优选包括氨气和/或氢气，更优选包括氢气，当所述还原气体为氨气和氢气时，本发明对所述氨气和氢气的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行即可。
在本发明中，所述升温至还原焙烧的温度的升温速率优选为2～10℃/min，更优选为3～7℃/min，最优选为4～5℃/min。
在本发明中，所述还原焙烧的温度优选为300～750℃，更优选为400～700℃，最优选为500～600℃；保温时间优选为30～120min，更优选为40～100min，最优选为50～60min；所述还原气体的气体流量优选为50～400mL/min，更优选为100～300mL/min，最优选为150～250mL/min。
得到还原粉料后，本发明将所述还原粉料在水中进行浸出后，将得到的滤液进行结晶，得到氢氧化锂。
在本发明中，所述浸出的液固比优选为10～150mL/g，更优选为30～110mL/g，最优选为50～80mL/g；温度优选为20～60℃，更优选为30～50℃，最优选为35～45℃；时间优选为10～60min，更优选为20～50min，最优选为30～40min。
所述浸出后，本发明还优选包括过滤，本发明对所述过滤的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
进行所述结晶前，本发明还优选包括将所述滤液进行减压浓缩，本发明对所述减压浓缩的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
本发明对所述结晶的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
下面结合实施例对本发明提供的还原焙烧装置和从废旧锂电池中回收锂的方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
还原焙烧装置：包括微孔载片1、石英管3、保护气体气瓶5-1和还原气体气瓶5-2；所述保护气体气瓶5-1和还原气体气瓶5-2均与所述石英管3的底部连通；所述微孔载片1位于所述石英管3的管腔内部，且能够拿取；所述还原焙烧装置为竖式还原焙烧装置；所述还原焙烧装置还包括尾气吸收液6，所述尾气吸收液6与所述石英管3的顶部连通；所述还原焙烧装置还包括通气阀4，所述通气阀4为三通阀，所述通气阀的三通接口分别连接所述石英管3的底部、保护气体气瓶5-1和还原气体气瓶5-2；所述石英管3为带有磨口2的石英管；所述微孔载片1优选为孔径为60μm的石英砂芯板；
将钴酸锂废旧锂离子电池进行放电、拆解和干燥处理后，得到正极片；
将所述正极片550℃焙烧60min后，依次进行剥离和筛分，得到所述粒径为小于75μm的正极活性物质；
将所述正极活性物质经充分研磨后放入石英管内的微孔载片上，并将石英管放入竖式管式炉内，通过保护气体气瓶5-1向所述石英管3的管腔内通入氩气进行换气后，以10℃/min的升温速率升至600℃后，停止通入氩气，通过还原气体气瓶5-2向所述石英管3的管腔内通过氨气进行还原焙烧，所述氨气的流速为200mL/min，保温时间为60min，得到还原粉料；
将所述还原粉料放入纯水中浸出，所述浸出的液固比为100mL/g，温度为35℃，时间为25min，过滤(滤渣为钴和氧化钴)，将得到的滤液依次进行减压浓缩和结晶，得到氢氧化锂。
实施例2
还原焙烧装置同实施例1；
将钴酸锂废旧锂离子电池进行放电、拆解和干燥处理后，得到正极片；
将所述正极片550℃焙烧60min后，依次进行剥离和筛分，得到所述粒径为小于75μm的正极活性物质；
将所述正极活性物质经充分研磨后放入石英管内的微孔载片上，并将石英管放入竖式管式炉内，通过保护气体气瓶5-1向所述石英管3的管腔内通入氩气进行换气后，以10℃/min的升温速率升至700℃后，停止通入氩气，通过还原气体气瓶5-2向所述石英管3的管腔内通过氨气进行还原焙烧，所述氨气的流速为150mL/min，保温时间为60min，得到还原粉料；
将所述还原粉料放入纯水中浸出，所述浸出的液固比为100mL/g，温度为30℃，时间为30min，过滤(滤渣为钴和氧化钴)，将得到的滤液依次进行减压浓缩和结晶，得到氢氧化锂。
实施例3
还原焙烧装置同实施例1；
将钴酸锂废旧锂离子电池进行放电、拆解和干燥处理后，得到正极片；
将所述正极片550℃焙烧60min后，依次进行剥离和筛分，得到所述粒径为小于75μm的正极活性物质；
将所述正极活性物质经充分研磨后放入石英管内的微孔载片上，并将石英管放入竖式管式炉内，通过保护气体气瓶5-1向所述石英管3的管腔内通入氩气进行换气后，以10℃/min的升温速率升至500℃后，停止通入氩气，通过还原气体气瓶5-2向所述石英管3的管腔内通过氨气进行还原焙烧，所述氨气的流速为200mL/min，保温时间为30min，得到还原粉料；
将所述还原粉料放入纯水中浸出，所述浸出的液固比为100mL/g，温度为30℃，时间为30min，过滤(滤渣为钴和氧化钴)，将得到的滤液依次进行减压浓缩和结晶，得到氢氧化锂。
实施例4
还原焙烧装置同实施例1；
将钴酸锂废旧锂离子电池进行放电、拆解和干燥处理后，得到正极片；
将所述正极片550℃焙烧60min后，依次进行剥离和筛分，得到所述粒径为小于75μm的正极活性物质；
将所述正极活性物质经充分研磨后放入石英管内的微孔载片上，并将石英管放入竖式管式炉内，通过保护气体气瓶5-1向所述石英管3的管腔内通入氩气进行换气后，以10℃/min的升温速率升至550℃后，停止通入氩气，通过还原气体气瓶5-2向所述石英管3的管腔内通过氨气进行还原焙烧，所述氨气的流速为100mL/min，保温时间为60min，得到还原粉料；
将所述还原粉料放入纯水中浸出，所述浸出的液固比为100mL/g，温度为35℃，时间为30min，过滤(滤渣为钴和氧化钴)，将得到的滤液依次进行减压浓缩和结晶，得到氢氧化锂。
实施例5
还原焙烧装置同实施例1；
将三元锂废旧锂离子电池进行放电、拆解和干燥处理后，得到正极片；
将所述正极片550℃焙烧60min后，依次进行剥离和筛分，得到所述粒径为小于75μm的正极活性物质；
将所述正极活性物质经充分研磨后放入石英管内的微孔载片上，并将石英管放入竖式管式炉内，通过保护气体气瓶5-1向所述石英管3的管腔内通入氩气进行换气后，以10℃/min的升温速率升至650℃后，停止通入氩气，通过还原气体气瓶5-2向所述石英管3的管腔内通过氨气进行还原焙烧，所述氨气的流速为200mL/min，保温时间为60min，得到还原粉料；
将所述还原粉料放入纯水中浸出，所述浸出的液固比为100mL/g，温度为35℃，时间为30min，过滤(滤渣为镍、钴、锰及其氧化物)，将得到的滤液依次进行减压浓缩和结晶，得到氢氧化锂。
实施例6
还原焙烧装置同实施例1；
将三元锂废旧锂离子电池进行放电、拆解和干燥处理后，得到正极片；
将所述正极片550℃焙烧60min后，依次进行剥离和筛分，得到所述粒径为小于75μm的正极活性物质；
将所述正极活性物质经充分研磨后放入石英管内的微孔载片上，并将石英管放入竖式管式炉内，通过保护气体气瓶5-1向所述石英管3的管腔内通入氩气进行换气后，以10℃/min的升温速率升至700℃后，停止通入氩气，通过还原气体气瓶5-2向所述石英管3的管腔内通过氨气进行还原焙烧，所述氨气的流速为150mL/min，保温时间为60min，得到还原粉料；
将所述还原粉料放入纯水中浸出，所述浸出的液固比为100mL/g，温度为35℃，时间为30min，过滤(滤渣为镍、钴、锰及其氧化物)，将得到的滤液依次进行减压浓缩和结晶，得到氢氧化锂。
实施例7
还原焙烧装置同实施例1；
将三元锂废旧锂离子电池进行放电、拆解和干燥处理后，得到正极片；
将所述正极片550℃焙烧60min后，依次进行剥离和筛分，得到所述粒径为小于75μm的正极活性物质；
将所述正极活性物质经充分研磨后放入石英管内的微孔载片上，并将石英管放入竖式管式炉内，通过保护气体气瓶5-1向所述石英管3的管腔内通入氩气进行换气后，以10℃/min的升温速率升至750℃后，停止通入氩气，通过还原气体气瓶5-2向所述石英管3的管腔内通过氨气进行还原焙烧，所述氨气的流速为200mL/min，保温时间为40min，得到还原粉料；
将所述还原粉料放入纯水中浸出，所述浸出的液固比为100mL/g，温度为35℃，时间为30min，过滤(滤渣为镍、钴、锰及其氧化物)，将得到的滤液依次进行减压浓缩和结晶，得到氢氧化锂。
实施例8
还原焙烧装置同实施例1；
将锰酸锂废旧锂离子电池进行放电、拆解和干燥处理后，得到正极片；
将所述正极片550℃焙烧60min后，依次进行剥离和筛分，得到所述粒径为小于75μm的正极活性物质；
将所述正极活性物质经充分研磨后放入石英管内的微孔载片上，并将石英管放入竖式管式炉内，通过保护气体气瓶5-1向所述石英管3的管腔内通入氩气进行换气后，以10℃/min的升温速率升至650℃后，停止通入氩气，通过还原气体气瓶5-2向所述石英管3的管腔内通过氨气进行还原焙烧，所述氨气的流速为200mL/min，保温时间为60min，得到还原粉料；
将所述还原粉料放入纯水中浸出，所述浸出的液固比为100mL/g，温度为35℃，时间为30min，过滤(滤渣为镍、钴、锰及其氧化物)，将得到的滤液依次进行减压浓缩和结晶，得到氢氧化锂。
实施例9
还原焙烧装置同实施例1；
将镍酸锂废旧锂离子电池进行放电、拆解和干燥处理后，得到正极片；
将所述正极片550℃焙烧60min后，依次进行剥离和筛分，得到所述粒径为小于75μm的正极活性物质；
将所述正极活性物质经充分研磨后放入石英管内的微孔载片上，并将石英管放入竖式管式炉内，通过保护气体气瓶5-1向所述石英管3的管腔内通入氩气进行换气后，以10℃/min的升温速率升至650℃后，停止通入氩气，通过还原气体气瓶5-2向所述石英管3的管腔内通过氨气进行还原焙烧，所述氨气的流速为200mL/min，保温时间为60min，得到还原粉料；
将所述还原粉料放入纯水中浸出，所述浸出的液固比为100mL/g，温度为35℃，时间为30min，过滤(滤渣为镍、钴、锰及其氧化物)，将得到的滤液依次进行减压浓缩和结晶，得到氢氧化锂。
对比例1
参考实施例1，区别在于将还原焙烧中的氢气气氛替换为氧气气氛，其他条件不变。
对比例2
参考实施例1，区别在于将还原焙烧中的氢气气氛替换为空气气氛，其他条件不变。
对比例3
参考实施例1，区别在于将还原焙烧中的氢气气氛替换为氮气气氛，其他条件不变。
对比例4
参考实施例1，区别在于：将所述正极活性物质经充分研磨后放入石英管内的微孔载片上，并将石英管放入竖式管式炉内，通过保护气体气瓶5-1向所述石英管3的管腔内通入氩气进行换气后，以10℃/min的升温速率升至300℃后，停止通入氩气，通过还原气体气瓶5-2向所述石英管3的管腔内通过氨气进行还原焙烧，所述氨气的流速为200mL/min，保温时间为40min，得到还原粉料；其他条件不变。
对比例5
参考实施例1，区别在于：将所述正极活性物质研磨后放入氧化铝方舟中，并放入横式管式炉内，在氩气的保护下升温至700℃，当温度达到700℃时，停止通入氩气气体，立即通入氨气气体进行反应，保温时间为60min，气体流速为200mL/min，管式炉升温速率为10℃/min，得到还原粉料；其他条件不变。
对比例6
参考实施例1，区别在于：将所述正极活性物质研磨后放入氧化铝方舟中，并放入横式管式炉内，在氩气的保护下升温至750℃，当温度达到750℃时，停止通入氩气气体，立即通入氨气气体进行反应，保温时间为40min，气体流速为200mL/min，管式炉升温速率为10℃/min，得到还原粉料；其他条件不变。
测试例
将实施例1～9和对比例1～6中的反应前正极活性物质分别用王水(盐酸：硝酸的体积比为3：1)进行消解，然后用ICP电感耦合等离子体发射光谱仪测反应前正极活性物质中的锂浓度C1，然后用ICP电感耦合等离子体发射光谱仪测浸出后得到的滤液中的锂浓度C2，浸出率＝(C2×V2)/(C1×V1)，其中，V1代表反应前正极活性物质消解并定容后的体积，V2代表浸出后滤液的体积，其中，浸出率如表1所示：
表1实施例1～9和对比例1～6对锂的浸出率
由表1可知，实施例1～9对锂的浸出率在70％以上，其中实施例2和实施例7对锂的浸出率高达99.93％和99.55％。将实施例1～9与对比例1～6进行比较可以看出，实施例实施例1～9对锂的提取率明显高于对比例1(焙烧气氛为氧气)、对比例2(焙烧气氛为空气)、对比例3(焙烧气氛为氮气)、对比例4(焙烧温度为300℃)、对比例5(钴酸锂正极粉放在氧化铝方舟中在横式管式炉内焙烧)和对比例6(三元锂正极粉放在氧化铝方舟中在横式管式炉内焙烧)。由此说明，本发明通过选取合适的还原气氛、还原温度、合适的浸出剂以及合适的还原焙烧***，能够使得还原气氛与废旧锂电池正极粉末充分接触反应，实现高效焙烧效果，从而废旧正极锂电材料中的有价金属元素锂能够充分被浸出，抑制镍、钴、锰的浸出，从而提高锂的浸出率，使得锂选择性浸出，实现绿色、高效率、高选择性提取锂。
本发明对于钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元锂电池具有相同的适用性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种还原焙烧装置，其特征在于，包括微孔载片(1)、石英管(3)、保护气体气瓶(5-1)和还原气体气瓶(5-2)；
所述保护气体气瓶(5-1)和还原气体气瓶(5-2)均与所述石英管(3)的底部连通；
所述石英管(3)置于竖式管式炉内；
所述微孔载片(1)位于所述石英管(3)的管腔内部，且所述微孔载片(1)的直径方向垂直与所述石英管(3)的管腔长度方向。
2.如权利要求1所述的还原焙烧装置，其特征在于，所述微孔载片(1)为孔径为40～100μm的石英砂芯板。
3.一种从废旧锂电池中回收锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
提取废旧锂电池的正极活性物质；
将所述正极活性物质在权利要求1或2所述的还原焙烧装置中进行还原焙烧，得到还原粉料；
将所述还原粉料在水中进行浸出后，将得到的滤液进行结晶，得到氢氧化锂。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述还原焙烧的过程包括：
将所述正极活性物质置于所述石英管(3)的微孔载片(1)上，并将所述石英管(3)放入竖式管式炉中，通过保护气体气瓶(5-1)向所述石英管(3)的管腔内通入保护气体进行换气后，升温至还原焙烧的温度，停止通入保护气体，通过还原气体气瓶(5-2)向所述石英管(3)的管腔内通过还原气体进行还原焙烧。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述保护气体包括氩气、氮气和氦气中的一种或几种；
所述还原气体包括氨气和/或氢气。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述升温至还原焙烧的温度的升温速率为2～10℃/min。
7.如权利要求4～6任一项所述的方法，其特征在于，所述还原焙烧的温度为300～750℃，保温时间为30～120min，所述还原气体的气体流量为50～400mL/min。
8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述浸出的液固比为10～150mL/g，温度为20～60℃，时间为10～60min。
9.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述提取废旧锂电池的正极活性物质的过程包括以下步骤：
将所述废旧锂电池依次进行放电、拆解和干燥，得到正极片；
将所述正极片依次进行焙烧、剥离和筛分，得到所述正极活性物质。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述焙烧的温度为550～700℃，保温时间为30～90min。
Priority Applications (2)
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Cited By (1)
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| CN118006927A (zh) * | 2024-04-08 | 2024-05-10 | 河南工学院 | 一种废旧锂离子电池正极材料中锂的回收方法 |
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