废旧钴酸锂电池正极材料的回收方法与流程

1.本发明属于锂离子电池材料制备领域，具体涉及废旧钴酸锂电池正极材料的回收方法。


背景技术：

2.随着锂离子电池应用场景的不断拓展与延伸，必将导致废旧锂离子电池的数量急剧增加，废旧锂离子电池中含有大量的金属锂和钴。因此废旧锂离子电池的资源化利用成为近年的研究特点。现有技术多为在酸性体系中加入还原剂(如双氧水)浸出钴、锂，采用盐酸溶解钴，以co(oh)2形式回收，再重新合成钴酸锂，钴的回收率大于99％，并对钴酸锂进行了性能研究。该处理工艺过程复杂，且回收成本较高。


技术实现要素：

3.为克服现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供废旧钴酸锂电池正极材料的回收方法。
4.本发明通过以下技术方案实现：
5.一种废旧钴酸锂电池正极材料的回收方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.(1)将废旧钴酸锂电池正极材料与硫酸亚铁混合，按液固质量比1:1～4:1，加水调浆；向浆体中加入盐酸或硫酸溶液，并陈化；反应结束后，加入氢氧化钠或氢氧化钾中和余酸，调节浆体ph值至3.7～4.5以沉淀fe
3
；
7.(2)过滤以完成液固分离，浸出液中加入氢氧化钠或氢氧化钾，调节浸出液ph值至10.0实现钴、锂分离；过滤以完成液固分离，固体渣即为co(oh)2，可重新用于钴酸锂电池正极材料的制作，滤液即为纯净的高浓度含锂溶液，可通过碳化沉淀碳酸锂。
8.具体的，所述步骤(1)中盐酸或硫酸溶液中氢离子与浆体中钴酸锂摩尔比为1:1～1.2:1，无机酸溶液中氢离子浓度为1～10mol/l。
9.具体的，所述步骤(2)中第一次固液分离的固体渣即为碳粉与氢氧化铁的混合物，浸出液为钴、锂溶液。
10.具体的，所述步骤(1)中陈化条件为反应温度为35℃～75℃，缓慢加入时间为1.0～4.0小时，陈化时间为0.5～1.5小时。
11.与现有技术相比，本发明的回收方法，采用常用且廉价的硫酸亚铁还原钴酸锂，回收钴、锂，中和余酸并除铁，操作简单，具有较高的推广应用价值，钴、锂回收率高。
具体实施方式
12.下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行；所述试剂和材料，均采用分析纯试剂，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
13.实施例1
14.(1)将废旧钴酸锂电池正极材料与硫酸亚铁混合，按液固质量比1:1，加水调浆；向浆体中加入盐酸或硫酸溶液，与浆体进行化学反应，并陈化；反应结束后，加入氢氧化钠中和余酸，调节浆体ph值至3.7～4.5以沉淀fe
3
；
15.(2)过滤以完成液固分离，浸出液中加入氢氧化钠，调节浸出液ph值至10.0实现钴、锂分离；过滤以完成液固分离，固体渣即为co(oh)2，可重新用于钴酸锂电池正极材料的制作，滤液即为纯净的高浓度含锂溶液，可通过碳化沉淀碳酸锂。
16.实施例2
17.((1)将废旧钴酸锂电池正极材料与硫酸亚铁混合，按液固质量比4:1，加水调浆；向浆体中加入盐酸或硫酸溶液，与浆体进行化学反应，并陈化；反应结束后，加入氢氧化钾中和余酸，调节浆体ph值至3.7～4.5以沉淀fe
3
；
18.(2)过滤以完成液固分离，浸出液中加入氢氧化钾，调节浸出液ph值至14.0实现钴、锂分离；过滤以完成液固分离，固体渣即为co(oh)2，可重新用于钴酸锂电池正极材料的制作，滤液即为纯净的高浓度含锂溶液，可通过碳化沉淀碳酸锂。
19.当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。


技术特征：
1.一种废旧钴酸锂电池正极材料的回收方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将废旧钴酸锂电池正极材料与硫酸亚铁混合，按液固质量比1:1～4:1，加水调浆；向浆体中加入盐酸或硫酸溶液，与浆体进行化学反应，并陈化；反应结束后，加入氢氧化钠或氢氧化钾中和余酸，调节浆体ph值至3.7～4.5以沉淀fe
3
；(2)过滤以完成液固分离，浸出液中加入氢氧化钠或氢氧化钾，调节浸出液ph值至10.0实现钴、锂分离；过滤以完成液固分离，固体渣即为co(oh)2，可重新用于钴酸锂电池正极材料的制作，滤液即为纯净的高浓度含锂溶液，可通过碳化沉淀碳酸锂。2.根据权利要求1所述的废旧钴酸锂电池正极材料的回收方法，其特征在于，所述步骤(1)中盐酸或硫酸溶液中氢离子与浆体中钴酸锂摩尔比为1:1～1.2:1，无机酸溶液中氢离子浓度为1～10mol/l。3.根据权利要求2所述的废旧钴酸锂电池正极材料的回收方法，其特征在于，所述步骤(2)中第一次固液分离的固体渣即为碳粉与氢氧化铁的混合物，浸出液为钴、锂溶液。4.根据权利要求2所述的废旧钴酸锂电池正极材料的回收方法，其特征在于，所述步骤(1)中陈化条件为反应温度为35℃～75℃，缓慢加入时间为1.0～4.0小时，陈化时间为0.5～1.5小时。

技术总结
本发明属于锂离子电池材料制备领域，具体涉及废旧钴酸锂电池正极材料的回收方法。本发明的制备方法包括以下步骤：(1)将废旧钴酸锂电池正极材料与硫酸亚铁混合，加水调浆；向浆体中加入盐酸或硫酸溶液，并陈化；反应结束后，加入氢氧化钠或氢氧化钾中和余酸；(2)过滤以完成液固分离，浸出液中加入氢氧化钠或氢氧化钾，调节浸出液pH值至10.0实现钴、锂分离，过滤以完成液固分离，固体渣即为Co(OH)2。本发明的回收方法，采用常用且廉价的硫酸亚铁还原钴酸锂，回收钴、锂，中和余酸并除铁，操作简单，具有较高的推广应用价值，钴、锂回收率高。锂回收率高。


技术研发人员：孙琦 张姝 尹元 王赛赛 王胜振
受保护的技术使用者：青岛乾运高科新材料股份有限公司
技术研发日：2020.12.07
技术公布日：2022/6/7