本發(fā)明涉及一種廢舊鋰離子電池的回收方法，特別涉及一種從廢舊鋰離子動(dòng)力電池中回收有價(jià)金屬的方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電小、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，自商品化以來(lái)，受到了廣泛的關(guān)注與應(yīng)用。鋰離子動(dòng)力電池的正極材料有磷酸鐵鋰(lfp)或鎳鈷錳（ncm）材料等，磷酸鐵鋰正極材料以其安全、環(huán)保、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，在動(dòng)力電池市場(chǎng)有很大的優(yōu)勢(shì)。2014年我國(guó)電動(dòng)汽車呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，與此同時(shí)報(bào)廢電池也日漸增多，如何處理這些廢舊電池已成為社會(huì)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題；另外隨著三元電池材料的快速發(fā)展，未來(lái)三元材料報(bào)廢市場(chǎng)也非?？捎^。
目前關(guān)于廢舊鋰離子電池的回收大多數(shù)是對(duì)lfp電池和ncm電池分別進(jìn)行處理，這種工藝方法首先需要對(duì)廢舊動(dòng)力電池進(jìn)行分揀，分開(kāi)進(jìn)行處理回收，這種方法回收效率低且工藝流程復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)效益不顯著。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種同時(shí)處理lfp與ncm電池的方法，具有工藝簡(jiǎn)單、回收效率高、節(jié)約資源等優(yōu)點(diǎn)，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
一種廢舊鋰離子動(dòng)力電池中回收有價(jià)金屬的方法，包括以下步驟：
（1）廢舊鋰離子動(dòng)力電池經(jīng)過(guò)放電后拆解去殼，再將所得的電池卷芯拆解分離出正極片；
（2）將正極片在氮?dú)夥諊逻M(jìn)行煅燒，然后粉碎并過(guò)80目篩，得到lfp和ncm的混合粉料；
（3）向混合粉料依次加入硫酸和雙氧水進(jìn)行反應(yīng)，對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)濾除去碳渣后得浸出液；
（4）用氨水調(diào)節(jié)浸出液的ph值為2-2.5，過(guò)濾得沉淀物磷酸鐵和濾液；
（5）將步驟（4）中的濾液用堿調(diào)節(jié)ph值為5-6，過(guò)濾除去少量剩余的鐵和鋁后，得二級(jí)濾液；
（6）將經(jīng)步驟（5）處理后的二級(jí)濾液用磷酸類萃取劑進(jìn)行萃取，然后靜置、分離出有機(jī)相和水相；
（7）向水相加入固體碳酸鈉，沉淀得碳酸鋰；
（8）向有機(jī)相中加稀硫酸進(jìn)行反萃取，然后向反萃液中加入鎳源、鈷源或錳源來(lái)調(diào)節(jié)鎳鈷錳比例，使反萃液中的鎳、鈷、錳元素摩爾比為1：1：1，再加堿調(diào)節(jié)其ph值為11-12；最后陳化得鎳鈷錳氫氧化物。
進(jìn)一步方案，所述步驟（2）中正極片在氮?dú)夥諊蚂褵臏囟葹?00-600℃、煅燒時(shí)間為2-4h。
進(jìn)一步方案，所述步驟（3）中硫酸的濃度為2.5-4mol/l，所述混合粉料與硫酸的質(zhì)量體積比g：ml為1：（6-10），所述雙氧水的加入量是每克混合粉料中加入2-4ml。
進(jìn)一步方案，所述步驟（3）中的反應(yīng)溫度為60-90℃。
進(jìn)一步方案，所述步驟（5）和步驟（8）中的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨水中的一種或幾種。
進(jìn)一步方案，所述步驟（6）中磷酸類萃取劑為p204、p507、cyanex272中的一種或幾種。
進(jìn)一步方案，所述步驟（7）中的稀硫酸的濃度為0.1mol/l-1mol/l。
本發(fā)明中的p204、p507、cyanex272是美國(guó)氰胺公司用作鎳鈷分離的萃取劑，是本領(lǐng)域常用的萃取劑。
本發(fā)明的有益效果是：
1、本發(fā)明的回收工藝方法簡(jiǎn)單，對(duì)廢舊鋰離子動(dòng)力電池電芯直接進(jìn)行處理，減少了電池分類的步驟，適用于大規(guī)模生產(chǎn)；
2、本發(fā)明的回收工藝能夠?qū)fp電池和ncm電池同時(shí)進(jìn)行回收處理，而將其中的金屬元素分別以磷酸鐵、碳酸鋰和鎳鈷錳氫氧化物形式進(jìn)行回收，回收過(guò)程簡(jiǎn)單高效，并具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
附圖說(shuō)明
圖1是從廢舊鋰離子動(dòng)力電池中回收有價(jià)金屬的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例1
一種廢舊鋰離子動(dòng)力電池中回收有價(jià)金屬的方法，如圖1所示，包括以下步驟：
（1）將廢舊鋰離子動(dòng)力電池經(jīng)過(guò)放電進(jìn)行拆解去殼后得到電池卷芯；
（2）將電池卷芯拆解分離出正極片；
（3）正極片在氮?dú)夥諊?00煅燒4h，高溫分解電池卷芯中的粘結(jié)劑pvdf及隔膜；
（4）將步驟（3）中得到的電池卷芯粉碎后過(guò)80目篩，取篩下物得到lfp和ncm混合粉料；
（5）向混合粉料中依次加入4mol/l的硫酸和2ml的雙氧水/每克料，反應(yīng)溫度為90℃，所加的混合粉料和硫酸的質(zhì)量體積比1/10（kg/l），過(guò)濾除去碳渣得浸出液；
（6）用氨水調(diào)節(jié)浸出液至ph=2沉淀出磷酸鐵，過(guò)濾得濾液；
（7）用氫氧化鈉調(diào)節(jié)浸出液至ph=5沉淀少量剩余的鐵和鋁，過(guò)濾得濾液；
（8）將步驟（7）中得到的濾液用p204萃取除鎳鈷錳金屬離子，靜置分離出有機(jī)相和水相。
（9）向步驟（8）中得到的水相中加入碳酸鈉固體，得到碳酸鋰沉淀；
（10）向步驟（8）中得到的有機(jī)相加入濃度為0.1mol/l的稀硫酸進(jìn)行反萃，得到反萃液；
（11）向反萃液中加入鎳源、鈷源或錳源來(lái)調(diào)節(jié)鎳鈷錳比例，使反萃液中的鎳、鈷、錳元素摩爾比為1：1：1，再用氫氧化鈉調(diào)節(jié)ph=11陳化得鎳鈷錳氫氧化物。
實(shí)施例2
（1）將廢舊鋰離子動(dòng)力電池經(jīng)過(guò)放電進(jìn)行拆解去殼后得到電池卷芯；
（2）將電池卷芯拆解分離出正極片；
（3）正極片在氮?dú)夥諊?00℃煅燒3h，高溫分解電池卷芯中的粘結(jié)劑pvdf及隔膜；
（4）將步驟（3）中得到的電池卷芯粉碎后過(guò)80目篩，取篩下物得到lfp和ncm混合粉料；
（5）向混合粉料中依次加入3mol/l的硫酸和4ml的雙氧水/每克料，反應(yīng)溫度為80℃，所加的混合粉料和硫酸的質(zhì)量體積比1/8（kg/l），過(guò)濾除去碳渣得浸出液；
（6）用氨水調(diào)節(jié)浸出液至ph=2沉淀出磷酸鐵，過(guò)濾得濾液；
（7）用氫氧化鉀調(diào)節(jié)浸出液至ph=6沉淀少量剩余的鐵和鋁，過(guò)濾得濾液；
（8）將步驟（7）中得到的濾液用p507萃取除鎳鈷錳金屬離子，靜置分離出有機(jī)相和水相。
（9）向步驟（8）中得到的水相中加入碳酸鈉固體，鋰以碳酸鋰的形式回收；
（10）向步驟（8）中得到的有機(jī)相加入濃度為0.5mol/l的稀硫酸進(jìn)行反萃，得到反萃液；
（11）向反萃液中加入鎳源、鈷源或錳源來(lái)調(diào)節(jié)鎳鈷錳比例，使反萃液中的鎳、鈷、錳元素摩爾比為1：1：1，再用氫氧化鉀調(diào)節(jié)ph=11.5陳化得鎳鈷錳氫氧化物。
實(shí)施例3
（1）將廢舊鋰離子動(dòng)力電池經(jīng)過(guò)放電進(jìn)行拆解去殼后得到電池卷芯；
（2）將電池卷芯拆解分離出正極片；
（3）正極片在氮?dú)夥諊?00℃煅燒2h，高溫分解電池卷芯中的粘結(jié)劑pvdf及隔膜；
（4）將步驟（3）中得到的電池卷芯粉碎后過(guò)80目篩，取篩下物得到lfp和ncm混合粉料；
（5）向混合粉料中依次加入2.5mol/l的硫酸和3ml的雙氧水/每克料，反應(yīng)溫度為60℃，所加的混合粉料和硫酸的質(zhì)量體積比1/6（kg/l），過(guò)濾除去碳渣得浸出液；
（6）用氨水中調(diào)節(jié)浸出液至ph=2.5沉淀出磷酸鐵，過(guò)濾得濾液；
（7）用氨水中調(diào)節(jié)浸出液至ph=6沉淀少量剩余的鐵和鋁，過(guò)濾得濾液；
（8）將步驟（7）中得到的濾液用cyanex272萃取除鎳鈷錳金屬離子，靜置分離出有機(jī)相和水相。
（9）向步驟（8）中得到的水相中加入碳酸鈉固體，鋰以碳酸鋰的形式回收；；
（10）向步驟（8）中得到的有機(jī)相加入濃度為1mol/l的稀硫酸進(jìn)行反萃，得到反萃液；
（11）向反萃液中加入鎳源、鈷源或錳源來(lái)調(diào)節(jié)鎳鈷錳比例，使反萃液中的鎳、鈷、錳元素摩爾比為1：1：1，再用氫氧化鈉調(diào)節(jié)ph=12陳化得鎳鈷錳氫氧化物。
上述實(shí)施例是對(duì)于本發(fā)明內(nèi)容的進(jìn)一步說(shuō)明以作為對(duì)本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容的闡釋，但本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容并不僅限于下述實(shí)施例所述，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以且應(yīng)當(dāng)知曉任何基于本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神的簡(jiǎn)單變化或替換均應(yīng)屬于本發(fā)明所要求的保護(hù)范圍。