本發(fā)明涉及廢舊電池綜合利用領(lǐng)域，特別涉及一種廢舊錳酸鋰材料回收處理的方法。
背景技術(shù)：
錳酸鋰是較有前景的鋰離子正極材料之一，相比鈷酸鋰等傳統(tǒng)正極材料，錳酸鋰具有資源豐富、成本低、無污染、安全性好、倍率性能好等優(yōu)點(diǎn)，是理想的動(dòng)力電池正極材料，隨著新能源汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，錳酸鋰電池的產(chǎn)銷量也得到大幅度提升，當(dāng)然與之而來的則是廢舊電池的處理問題。
目前關(guān)于廢舊錳酸鋰電池材料回收的方法有很多，但是都有較大的缺陷。
如專利cn101831548a，一種自廢舊錳酸鋰電池回收有價(jià)金屬的方法中，處理錳酸鋰材料的方法是：利用酸性溶液與電池電芯中的錳酸鋰進(jìn)行反應(yīng)，然后用堿沉淀回收錳，然后用碳酸鈉沉淀鋰。這種方法缺陷有：先用酸溶解，除雜后，用堿沉淀，成本過高，錳作為一種資源豐富且廉價(jià)的金屬，采用這種方法來回收的經(jīng)濟(jì)可行性不高。
另外的一些方法，如專利cn106505224a，一種錳酸鋰正極材料回收制備石墨烯錳酸鋰復(fù)合材料的方法中提到的：分離錳酸鋰活性物質(zhì)與集流體鋁箔；將錳酸鋰與抗壞血酸混合均勻，調(diào)節(jié)溫度，得到干凝膠，將干凝膠燒結(jié)制得錳酸鋰前驅(qū)體；廢舊電池中有電解液，添加劑等，這種方法無法將這些物質(zhì)去除，得到的錳酸鋰前驅(qū)體其質(zhì)量也很難達(dá)到電池級(jí)要求。
綜上所述，由于收到錳的價(jià)值影響，目前錳酸鋰電池在回收利用方面，經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)上還存在有較高的難度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種廢舊錳酸鋰材料回收處理的方法。
本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種廢舊錳酸鋰材料回收處理的方法，其將廢舊錳酸鋰材料進(jìn)行還原處理，分解得猛產(chǎn)品和鋰化合物。
具體地，該方法包括如下工藝步驟：
1)還原處理：將廢舊錳酸鋰材料進(jìn)行還原處理，分解得猛產(chǎn)品和鋰化合物；
2)溶解分離：將經(jīng)還原處理后的廢舊錳酸鋰材料加水，反應(yīng)完全后進(jìn)行過濾，再固液分離得氫氧化鋰水溶液和粗制錳產(chǎn)品；
3)蒸發(fā)結(jié)晶：將步驟2)所得氫氧化鋰水溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，得氫氧化鋰產(chǎn)品；
4)浮選烘干：將步驟2)所得粗制錳產(chǎn)品進(jìn)行浮選、烘干，得錳產(chǎn)品。
作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述還原處理控制溫度在300～1000℃范圍內(nèi)。
作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述還原處理在氫氣、一氧化碳、甲烷、硫化氫和二氧化硫中的至少一種氣氛下進(jìn)行。
作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述還原處理采用碳粉或錳粉與廢舊錳酸鋰材料混合。
作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述廢舊錳酸鋰材料選自錳酸鋰電池生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄的錳酸鋰正極材料和錳酸鋰電池拆解取得的廢舊錳酸鋰正極材料。
作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟3)中所述的錳產(chǎn)品選自金屬錳、一氧化錳和四氧化三錳中的至少一種。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明以廢舊錳酸鋰材料為原料，利用錳酸鋰中錳的高價(jià)態(tài)而存在的氧化性，通過還原處理將錳酸鋰中的高價(jià)錳元素還原成低價(jià)態(tài)，從而打破錳酸鋰的分子結(jié)構(gòu)，使錳酸鋰分解成為鋰產(chǎn)品和錳化合物。再利用鋰化合物的性質(zhì)，使其與水反應(yīng)生產(chǎn)氫氧化鋰溶于溶液中，進(jìn)而簡(jiǎn)單有效地實(shí)現(xiàn)鋰和錳分離。本發(fā)明工藝流程短、生產(chǎn)成本低、能耗低、經(jīng)濟(jì)效益明顯，有利于促進(jìn)廢舊錳酸鋰電池的回收發(fā)展。
附圖說明
附圖1是本發(fā)明中廢舊錳酸鋰材料回收處理的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述，以便于所屬技術(shù)領(lǐng)域的人員對(duì)本發(fā)明的理解。有必要在此特別指出的是，實(shí)施例只是用于對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)熟練人員，根據(jù)上述發(fā)明內(nèi)容對(duì)本發(fā)明作出的非本質(zhì)性的改進(jìn)和調(diào)整，應(yīng)仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。同時(shí)下述所提及的原料未詳細(xì)說明的，均為市售產(chǎn)品；未詳細(xì)提及的工藝步驟或制備方法為均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知曉的工藝步驟或制備方法。
實(shí)施例1
一種廢舊錳酸鋰材料回收處理的方法，其工藝流程如附圖1所述，具體工藝步驟如下：
1)還原處理：取1kg錳酸鋰電池生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄的錳酸鋰正極材料作為廢舊錳酸鋰材料，其中錳酸鋰含量為98％，將廢舊錳酸鋰材料置于氣氛爐中，升溫至300℃后，通入氫氣進(jìn)行還原反應(yīng)；
2)溶解分離：將經(jīng)還原處理后的廢舊錳酸鋰材料加入2l水中攪拌反應(yīng)，使鋰化合物與水反應(yīng)生成氫氧化鋰溶于水中，待反應(yīng)完全后進(jìn)行過濾，得到2l氫氧化鋰水溶液和1.1kg粗制一氧化錳產(chǎn)品，對(duì)濾液中氫氧化鋰濃度進(jìn)行檢測(cè)為63.5g/l，濾渣中一氧化錳含量為69.84％；
3)蒸發(fā)結(jié)晶：將步驟2)所得氫氧化鋰水溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，得127g氫氧化鋰，檢測(cè)氫氧化鋰的主含量為99.5％；
4)浮選烘干：將步驟2)所得粗制一氧化錳產(chǎn)品進(jìn)行浮選后烘干，得768.3g一氧化錳產(chǎn)品，檢測(cè)得一氧化錳產(chǎn)品的主含量為99％。
實(shí)施例2
一種廢舊錳酸鋰材料回收處理的方法，其工藝流程如附圖1所述，具體工藝步驟如下：
1)還原處理：取1kg錳酸鋰電池拆解取得的廢舊錳酸鋰正極材料作為廢舊錳酸鋰材料，其中錳酸鋰含量為92％，將廢舊錳酸鋰材料與錳粉均勻混合，將混合后的物料裝入高溫爐中，升溫至1000℃充分進(jìn)行還原反應(yīng)；
2)溶解分離：將經(jīng)還原處理后的廢舊錳酸鋰材料加入2l水中攪拌反應(yīng)，使鋰化合物與水反應(yīng)生成氫氧化鋰溶于水中，待反應(yīng)完全后進(jìn)行過濾，得到2l氫氧化鋰水溶液和1.6kg粗制四氧化三錳產(chǎn)品，對(duì)濾液中氫氧化鋰濃度進(jìn)行檢測(cè)為59.6g/l，濾渣中四氧化三錳含量為72.3％；
3)蒸發(fā)結(jié)晶：將步驟2)所得氫氧化鋰水溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，得119g氫氧化鋰，檢測(cè)氫氧化鋰的主含量為99％；
4)浮選烘干：將步驟2)所得粗制一氧化錳產(chǎn)品進(jìn)行浮選后烘干，得1177g一氧化錳產(chǎn)品，檢測(cè)得一氧化錳產(chǎn)品的主含量為95％。
上述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡與本發(fā)明類似的工藝及所作的等效變化，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范疇。