專利名稱：一種從廢舊鋰離子電池及廢舊極片中回收鋰的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一 種從廢舊鋰離子電池及廢舊極片中回收鋰的方法，屬于資源循環(huán) 利用和濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋰離子電池具有電壓高、體積小、質(zhì)量輕、比能量高、無記憶效應(yīng)、無污染、自放電 小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，自問世以來已被廣泛用于移動(dòng)電話、筆記本電腦、攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等民 用及軍事應(yīng)用領(lǐng)域。鋰離子電池是消耗品，其循環(huán)壽命一般300至500次，平均壽命2 3 年，鋰離子電池還往往因電子設(shè)備的快速更新而廢棄，其使用壽命更短。據(jù)統(tǒng)計(jì)，至2010年 底，僅我國(guó)廢棄的鋰離子電池就有5. 4萬噸，這些廢舊電池中含鋰達(dá)1000噸。由于廢舊電 池自身存在的危害與自身富含有色金屬的價(jià)值受到越來越多人的關(guān)注，鋰離子電池中的有 價(jià)金屬鈷、鎳和錳的回收已產(chǎn)業(yè)化，而鋰離子電池中鋰的回收由于技術(shù)和成本問題尚無成 功產(chǎn)業(yè)化的案例。目前，所報(bào)道的從鋰離子電池中回收鋰的工藝中所定位的產(chǎn)品普遍為碳酸鋰，回 收鋰制備碳酸鋰的工藝存在場(chǎng)地需求大、能耗高等特點(diǎn)，造成整套工藝方案效率低、成本 高，經(jīng)濟(jì)效益不顯著，產(chǎn)業(yè)化價(jià)值不大。本發(fā)明不需經(jīng)過萃取除雜、濃縮結(jié)晶等過程，只要在 酸溶并化學(xué)除雜后直接沉鋰、洗滌、干燥，即可得到含量達(dá)到98%以上的氟化鋰產(chǎn)品，工藝 簡(jiǎn)單，能牦低，成本低，具有較高的附加價(jià)值，適用大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種從廢舊鋰離子電池及廢舊極片中回收鋰的方法，實(shí) 現(xiàn)廢舊鋰離子電池和廢舊極片中回收鋰技術(shù)的推廣與大規(guī)模生產(chǎn)，工藝簡(jiǎn)單，能牦少。本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述一種從廢舊鋰離子電池及廢舊極片中回收鋰的方 法，其特征在于，包括以下步驟
(1)將廢舊鋰離子電池或廢舊極片用破碎機(jī)破碎，再置于高溫爐中經(jīng)熱處理去除粘結(jié) 劑得到粉料；
(2)用氫氧化鈉溶液溶解去除步驟(1)所得粉料中的鋁，過濾得低鋁濾泥；
(3)用酸和還原劑將步驟(2)所得的低鋁濾泥浸出，得到浸出液；
(4)用化學(xué)法除去浸出液中的鐵、銅、鋁等雜質(zhì)；
(5)用氟鹽沉淀浸出液中的鋰，得氟化鋰粗產(chǎn)品；
(6)將氟化鋰粗產(chǎn)品洗滌、過濾、干燥得氟化鋰產(chǎn)品；
(7)將氟化鋰粗產(chǎn)品洗滌后的濾液返回步驟(3)處理。所述步驟(2)中，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量含量是4 30%，低鋁濾泥中的鋰存在于鈷 酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、鎳錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰、磷酸釩鋰、鈦酸鋰、石墨中的一種或幾種 中。所述步驟(3)中，所述酸為硫酸、硝酸或鹽酸中的一種或幾種，所述還原劑為雙氧水、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉中的一種或幾種。所述步驟(4)中， 用化學(xué)法除去浸出液中銅、鐵、鋁等雜質(zhì)后，浸出液中鋰含量為 6 13g/L，鐵含量為0 8mg/L，鋁含量為0 5mg/L，銅含量為0 15mg/L，鈣含量為5 30mg/L，鎂含量為5 30mg/L。其中，用鐵粉、硫化鈉中的一種或兩種除去浸出液中大部分 的銅；用碳酸鈉、氫氧化鈉、碳酸鈣中的一種或幾種調(diào)節(jié)浸出液的PH到4. 0 5. 0，除去溶 液中的大部分鐵、鋁等雜質(zhì)。所述步驟(5)中，將氟鹽配成含氟質(zhì)量濃度為5% 10%的溶液，緩慢加入除雜后 的溶液中，氟鹽的加入量為氟離子摩爾量鋰離子摩爾量=0. 9 1. 2 :1，反應(yīng)溫度為30 90°C。所述氟鹽為氟化鈉、氟化銨、氟化氫銨、氟化鉀中的一種或幾種混合物。獲得的氟化 鋰粗產(chǎn)品中水份質(zhì)量含量為10 20%，氟化鋰質(zhì)量含量為75 85%，過渡金屬離子質(zhì)量含 量為0 6%，硫酸根離子質(zhì)量含量為1 3%，所述過渡金屬離子為鎳、鈷、錳、鈦、釩中的一 種或幾種。所述步驟(6)中，將氟化鋰粗產(chǎn)品制漿洗滌，氟化鋰粗產(chǎn)品和水質(zhì)量比為1 :1 3， 用鹽酸調(diào)pH值至0. 5 4，在溫度20°C 80°C條件下攪拌0. 5 2小時(shí)，過濾，重復(fù)此步驟 1 5次。所述步驟(7)中，將氟化鋰粗產(chǎn)品第一次洗滌后的濾液返回步驟(3)處理，后面每 次洗滌后的濾液返回該洗滌處理的上一級(jí)進(jìn)行洗滌處理。采用本發(fā)明的方法從廢舊鋰離子電池或廢舊極片中回收鋰，具有以下有益效果 1)回收工藝簡(jiǎn)單、成本低，具有可觀經(jīng)濟(jì)價(jià)值；2)鋰一次回收率高，達(dá)到75 92% ；3)有效 實(shí)現(xiàn)了廢舊鋰離子電池有價(jià)成分的綜合回收，避免了鋰鹽對(duì)環(huán)境的污染。


圖1是本發(fā)明的鋰回收工藝圖。 具體實(shí)施方案本發(fā)明的鋰回收工藝如圖1所示，工藝步驟為(1)將廢舊鋰離子電池或廢舊極片 用破碎機(jī)破碎，再置于高溫爐中經(jīng)熱處理去除粘結(jié)劑得到粉料；(2)用氫氧化鈉溶液溶解 去除步驟(1)所得粉料中的鋁，過濾得低鋁濾泥；(3)用酸和還原劑將步驟(2)所得的低鋁 濾泥浸出，得到浸出液；(4)用化學(xué)法除去浸出液中的鐵、銅、鋁等雜質(zhì)；(5)用氟鹽沉淀溶 液中的鋰，得氟化鋰粗產(chǎn)品；(6)將氟化鋰粗產(chǎn)品洗滌、過濾、干燥得氟化鋰產(chǎn)品；(7)將氟 化鋰粗產(chǎn)品洗滌后的濾液返回步驟(3)處理。下面將通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說 明。實(shí)施例1
取2kg廢鈷酸鋰正極片，用立式高速旋轉(zhuǎn)式破碎機(jī)破碎，破碎后采用80目標(biāo)準(zhǔn) 篩篩分，將篩下物于高溫電爐中600°C保持4h，燒后物重為1.82kg。向反應(yīng)器中加入質(zhì)量含 量為5. 0%的7L氫氧化鈉溶液，再緩慢加入燒后物1. 5kg，保持溫度為65°C左右，持續(xù)攪拌 lh，過濾，洗滌濾渣得低鋁鈷酸鋰濾泥。將低鋁鈷酸鋰濾泥置于反應(yīng)器中，加2. 7mol/L的硫 酸8L，緩慢加入30%雙氧水1. 2L，保持溫度為85°C左右，持續(xù)攪拌，反應(yīng)1. 5h,過濾，測(cè)浸出 液中成份如表1所示表1.浸出液成份
權(quán)利要求
一種從廢舊鋰離子電池及廢舊極片中回收鋰的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將廢舊鋰離子電池或廢舊極片用破碎機(jī)破碎，再置于高溫爐中經(jīng)熱處理去除粘結(jié)劑得到粉料；(2)用氫氧化鈉溶液溶解去除步驟(1)所得粉料中的鋁，過濾得低鋁濾泥；(3)用酸和還原劑將步驟(2)所得的低鋁濾泥浸出，得到浸出液；(4)用化學(xué)法除去浸出液中的鐵、銅、鋁等雜質(zhì)；(5)用氟鹽沉淀浸出液中的鋰，得氟化鋰粗產(chǎn)品；(6)將氟化鋰粗產(chǎn)品洗滌、過濾、干燥得氟化鋰產(chǎn)品；(7)將氟化鋰粗產(chǎn)品洗滌后的濾液返回步驟(3)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從廢舊鋰離子電池及廢舊極片中回收鋰的方法，其特征在 于所述步驟(2)中，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量含量是4 30%，低鋁濾泥中的鋰存在于鈷酸鋰、 錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、鎳錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰、磷酸釩鋰、鈦酸鋰、石墨中的一種或幾種中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從廢舊鋰離子電池及廢舊極片中回收鋰的方法，其特征在 于所述步驟(3)中，所述酸為硫酸、硝酸或鹽酸中的一種或幾種，所述還原劑為雙氧水、亞 硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從廢舊鋰離子電池及廢舊極片中回收鋰的方法，其特征在 于所述步驟(4)中，用化學(xué)法除去浸出液中銅、鐵、鋁等雜質(zhì)后，浸出液中鋰含量為6 13g/L，鐵含量為0 8mg/L，鋁含量為0 5mg/L，銅含量為0 15mg/L，鈣含量為5 30mg/L，鎂含量為5 30mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的從廢舊鋰離子電池及廢舊極片中回收鋰的方法，其特征在 于用鐵粉、硫化鈉中的一種或兩種除去浸出液中大部分的銅；用碳酸鈉、氫氧化鈉、碳酸 鈣中的一種或幾種調(diào)節(jié)浸出液的PH到4. 0 5. 0，除去溶液中的大部分鐵、鋁等雜質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從廢舊鋰離子電池及廢舊極片中回收鋰的方法，其特征在 于所述步驟(5)中，將氟鹽配成含氟質(zhì)量濃度為5% 10%的溶液，緩慢加入除雜后的溶液 中，氟鹽的加入量為氟離子摩爾量鋰離子摩爾量=0.9 1.2 :1，反應(yīng)溫度為30 90°C。
7.如權(quán)利要求6所述的從廢舊鋰離子電池及廢舊極片中回收鋰的方法，其特征在于 所述氟鹽為氟化鈉、氟化銨、氟化氫銨、氟化鉀中的一種或幾種混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從廢舊鋰離子電池及廢舊極片中回收鋰的方法，其特征在 于所述步驟(5)中，氟化鋰粗產(chǎn)品中水份質(zhì)量含量為10 20%，氟化鋰質(zhì)量含量為75 85%，過渡金屬離子質(zhì)量含量為0 6%，硫酸根離子質(zhì)量含量為1 3%，所述過渡金屬離子 為鎳、鈷、錳、鈦、釩中的一種或幾種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從廢舊鋰離子電池及廢舊極片中回收鋰的方法，其特征在 于所述步驟(6)中，將氟化鋰粗產(chǎn)品制漿洗滌，氟化鋰粗產(chǎn)品和水質(zhì)量比為1 :1 3，用鹽 酸調(diào)pH值至0. 5 4，在溫度20°C 80°C條件下攪拌0. 5 2小時(shí)，過濾，重復(fù)此步驟1 5次。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的從廢舊鋰離子電池及廢舊極片中回收鋰的方法，其特征在 于所述步驟(7)中，將氟化鋰粗產(chǎn)品第一次洗滌后的濾液返回步驟(3)處理，后面每次洗 滌后的濾液返回該洗滌處理的上一級(jí)進(jìn)行洗滌處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從廢舊鋰離子電池及廢舊極片中回收鋰的方法，包括如下步驟(1)將廢舊鋰離子電池或廢舊極片用破碎機(jī)破碎，再置于高溫爐中經(jīng)熱處理去除粘結(jié)劑得到粉料；(2)用氫氧化鈉溶液溶解去除粉料中的鋁，過濾得低鋁濾泥；(3)用酸和還原劑將低鋁濾泥浸出，得到浸出液；(4)用化學(xué)法除去浸出液中的鐵、銅、鋁等雜質(zhì)；(5)用氟鹽沉淀浸出液中的鋰，得氟化鋰粗產(chǎn)品；(6)將氟化鋰粗產(chǎn)品洗滌，過濾，干燥得氟化鋰產(chǎn)品；(7)將氟化鋰粗產(chǎn)品洗滌后的濾液返回步驟(3)處理。利用本發(fā)明方法所得氟化鋰產(chǎn)品純度達(dá)98.0%以上，鋰一次回收率為75～92%，且本發(fā)明方法過程簡(jiǎn)單，成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C22B7/00GK101942569SQ20101052325
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者周漢章, 唐紅輝, 李長(zhǎng)東, 王皓, 蔣快良, 譚群英 申請(qǐng)人:湖南邦普循環(huán)科技有限公司