【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種廢舊鋰電池的回收方法。
技術(shù)介紹
1、廢舊鋰電池中含有多種有價(jià)金屬，有效地對(duì)廢舊鋰電池進(jìn)行資源回收，可以大幅度緩解鈷、鋰、鎳等資源供給的緊張，同時(shí)對(duì)保護(hù)環(huán)境和人體健康具有重要意義。廢舊鋰電池再生回收主要分火法回收和濕法回收，濕法回收是將鈷鎳錳鋰以可溶性形式進(jìn)入液相，再進(jìn)行金屬分離制備相關(guān)產(chǎn)品。火法回收一種是火法焙燒預(yù)處理，選擇性地優(yōu)先提取某種金屬元素，再進(jìn)行濕法浸出回收分離其他金屬元素；另一種是火法熔煉將有價(jià)金屬還原成合金，其余元素進(jìn)入渣相，實(shí)現(xiàn)有效分離。目前，純濕法、焙燒-濕法在生產(chǎn)應(yīng)用上極為廣泛，但濕法段工序冗長(zhǎng)繁瑣、反應(yīng)周期長(zhǎng)、設(shè)備投資大、三廢問題嚴(yán)重，因此需要尋找流程更為簡(jiǎn)單的工藝。
2、專利技術(shù)專利cn?115769414a公開了一種利用火法熔煉方法從廢舊鋰二次電池中回收鋰的方法，該專利不僅能夠處理鋅殘?jiān)刍に嚨母碑a(chǎn)物，將其作為熔劑實(shí)現(xiàn)資源化利用，同時(shí)有效地將鎳鈷銅和鋰分離開，渣中的鋰提取出制得磷酸鋰，提高了產(chǎn)品的附加值。但該專利熔劑用量較大，熔渣量過多，處理壓力大；鋰回收劑包括氯和氟，高溫時(shí)會(huì)發(fā)生反應(yīng)并揮發(fā)，要考慮煙氣的處理需求，同時(shí)也會(huì)存在于鋰化合物中，增加后續(xù)濕法提鋰的除氯除氟壓力。
3、專利技術(shù)專利cn?112195343?a公開了一種鋰電池回收方法及系統(tǒng)，該系統(tǒng)除了等離子熔煉爐外，還包括了二燃室、余熱鍋爐、噴霧吸收塔、除塵布袋、噴淋堿洗塔、煙囪，對(duì)煙氣進(jìn)行了有效的利用和處理。雖然等離子熔煉爐的加熱效率高、熔煉溫度大、熔煉時(shí)間短、耗能少，但設(shè)備價(jià)格昂貴、維護(hù)難度大、非
4、專利技術(shù)專利cn?113061725?a公開了一種從廢舊鋰離子電池中火法回收鋰的方法，該專利通過加入添加劑使渣中鋰元素在還原熔煉過程中以氯化鋰形式揮發(fā)進(jìn)入氣相，通過快速冷凝進(jìn)行回收，工藝簡(jiǎn)單，操作方便。但實(shí)際生產(chǎn)中，鋰揮發(fā)率低，不能完全揮發(fā)至氣相中回收，還是有相當(dāng)一部分鋰是殘留在熔渣中；而且廢舊鋰電池材料的預(yù)處理工序較為繁瑣，包括物理放電、浸泡處理、電解液回收處理、干燥后拆解、破碎、預(yù)燒、研磨。
5、綜上可知，現(xiàn)有廢舊鋰電池回收方法主要存在以下缺陷：
6、1、火法-濕法相結(jié)合工藝，相比于純濕法將有價(jià)金屬全部浸出再分離的特點(diǎn)，火法-濕法聯(lián)合工藝通過干法焙燒選擇性地將鋰元素優(yōu)先分離出來，提高了鋰回收率，緩解了后續(xù)鎳鈷錳銅等金屬的浸出壓力，但金屬的除雜萃取分離依然相對(duì)繁瑣。
7、2、火法工藝處理的廢舊鋰電池原料，大多都需經(jīng)過破碎拆解分選，干法焙燒處理的是廢舊鋰電池正極材料黑粉，對(duì)粉末粒度無明確要求，但焙燒后易發(fā)生燒結(jié)，需要再次破碎；火法熔煉為了保證熔煉過程中物料的透氣性，避免物料隨熱氣上升分散，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，對(duì)原料有一定的強(qiáng)度要求，需要對(duì)電池黑粉進(jìn)行制粒造球。不論是焙燒還是熔煉，都需要對(duì)原料進(jìn)行一定的預(yù)處理。
8、3、火法工藝是在高溫下對(duì)電池原料進(jìn)行處理，需要大量的能耗，有的熔煉工藝?yán)昧藷釕B(tài)熔渣熱量進(jìn)而降低處理能耗，但這僅限于有熔煉產(chǎn)線（如煉銅）、且熔渣適用于鋰電池回收工藝的情況，較為局限；同時(shí)火法相關(guān)設(shè)備尤其是火法熔煉爐價(jià)格昂貴、維護(hù)難度大，生產(chǎn)成本相對(duì)較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)為解決現(xiàn)有技術(shù)中廢舊鋰電池原料預(yù)處理工藝繁瑣、熔煉能耗大和金屬分離工作繁瑣等問題，提供一種廢舊鋰電池的回收方法。該回收方法的原料預(yù)處理工藝簡(jiǎn)單、能耗低以及金屬分離容易。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：
3、本專利技術(shù)提供了一種廢舊鋰電池的回收方法，其包括以下步驟：
4、s1、將廢舊鋰電池進(jìn)行放電處理，得到待熔煉電池；
5、s2、在氧化性氣氛下，將混合物熔煉，形成金屬相和渣相；所述氧化性氣氛包括氧化性氣體和惰性載氣，所述氧化性氣體的體積含量為21%-40%，百分比為所述氧化性氣體的體積與所述氧化性氣氛中所有氣體的體積的比；所述混合物包括熔煉添加劑和所述待熔煉電池。
6、本專利技術(shù)中，步驟s1中，所述廢舊鋰電池為本領(lǐng)域常規(guī)選擇，例如廢舊的鎳鈷錳三元電池、廢舊的鈷酸鋰電池和廢舊的錳酸鋰電池中的一種或多種。
7、本專利技術(shù)中，步驟s1中，所述廢舊鋰電池中可包括co、ni、mn、li、al、fe和cu元素中的一種或多種。
8、其中，所述廢舊鋰電池中co元素的含量可為3%-5%，例如4%，百分比為co的質(zhì)量與所述廢舊鋰電池的質(zhì)量的比。
9、其中，所述廢舊鋰電池中ni元素的含量可為5%-13%，百分比為ni的質(zhì)量與所述廢舊鋰電池的質(zhì)量的比。
10、其中，所述廢舊鋰電池中mn元素的含量可為3.5%-17%，例如3.5%、4%、4.3%或17%，百分比為mn的質(zhì)量與所述廢舊鋰電池的質(zhì)量的比。
11、其中，所述廢舊鋰電池中l(wèi)i元素的含量可為1%-4%，較佳地為2%-2.6%，百分比為li的質(zhì)量與所述廢舊鋰電池的質(zhì)量的比。
12、其中，所述廢舊鋰電池中al元素的含量可為2%-10%，例如2%、5%、7%或10%，百分比為al的質(zhì)量與所述廢舊鋰電池的質(zhì)量的比。
13、其中，所述廢舊鋰電池中fe元素的含量可為0.3%-20%，例如0.3%、0.5%、15%或20%，百分比為fe的質(zhì)量與所述廢舊鋰電池的質(zhì)量的比。
14、其中，所述廢舊鋰電池中cu元素的含量可為9%-10%，百分比為cu的質(zhì)量與所述廢舊鋰電池的質(zhì)量的比。
15、本專利技術(shù)中，步驟s1中，按常規(guī)，所述廢舊鋰電池中廢舊鋰電池還可包括石墨、隔膜和有機(jī)溶劑。
16、本專利技術(shù)中，步驟s1中，所述放電處理的操作步驟為本領(lǐng)域常規(guī)操作，可包括如下步驟：將所述廢舊鋰電池放入放電池中浸泡24-96?h，例如38?h；所述放電池中含有濃度5wt%-10wt%的鹽水。
17、本專利技術(shù)中，步驟s1中，所述放電處理后，可不進(jìn)行破碎拆解步驟，得到待熔煉電池。
18、本專利技術(shù)中，步驟s2中，所述氧化性氣體為本領(lǐng)域常規(guī)選擇，例如氧氣。
19、本專利技術(shù)中，步驟s2中，所述惰性載氣為不參與反應(yīng)的氣體，例如氮?dú)饣蚨栊詺怏w。
20、本專利技術(shù)中，步驟s2中，所述熔煉時(shí)，按常規(guī)，可持續(xù)通入氧化性氣體和惰性載氣，維持氧化性氣氛中氧化性氣體的含量和壓力。氧化性氣體以及相關(guān)載氣組成的混合氣的體積流量范圍可以從幾十nm3/h到幾千nm3/h不等。
21、在本專利技術(shù)某些具體實(shí)施方式中，步驟s2中，持續(xù)通入空氣，以維持所述氧化性氣氛的含氧量和壓力。
22、本專利技術(shù)中，步驟s2中，所述氧化性氣氛的壓力為本領(lǐng)域常規(guī)選擇，例如一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
23、本專利技術(shù)中，步驟s2中，所述熔煉前，可先升溫至溫度t1，所述溫度t1與所述混合物的熔點(diǎn)t0滿足以下關(guān)系：t0-t1=200~400℃。
24、本專利技術(shù)中，步驟s2中，所述熔煉的溫度t2與所述混合物的熔點(diǎn)t0滿足以下關(guān)系：t2-t0=25本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種廢舊鋰電池的回收方法，其特征在于，其包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池的回收方法，其特征在于，步驟S1中，所述廢舊鋰電池為廢舊的鎳鈷錳三元電池、廢舊的鈷酸鋰電池和廢舊的錳酸鋰電池中的一種或多種；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢舊鋰電池的回收方法，其特征在于，所述廢舊鋰電池中Co元素的含量為3%-5%，例如4%，百分比為Co的質(zhì)量與所述廢舊鋰電池的質(zhì)量的比；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池的回收方法，其特征在于，步驟S2中，所述氧化性氣體為氧氣；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池的回收方法，其特征在于，步驟S2中，所述熔煉時(shí)，持續(xù)通入氧化性氣體和惰性載氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池的回收方法，其特征在于，步驟S2中，所述熔煉時(shí)，持續(xù)通入空氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池的回收方法，其特征在于，步驟S2中，所述熔煉前，先升溫至溫度t1，所述溫度t1與所述混合物的熔點(diǎn)t0滿足以下關(guān)系：t0-t1=200~400℃；
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池的回收方法
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池的回收方法，其特征在于，步驟S2中，所述熔煉添加劑的選擇滿足以下①-⑦中的任一種：
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池的回收方法，其特征在于，所述廢舊鋰電池的回收方法，不包括廢舊鋰電池的破碎拆解步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種廢舊鋰電池的回收方法，其特征在于，其包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池的回收方法，其特征在于，步驟s1中，所述廢舊鋰電池為廢舊的鎳鈷錳三元電池、廢舊的鈷酸鋰電池和廢舊的錳酸鋰電池中的一種或多種；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢舊鋰電池的回收方法，其特征在于，所述廢舊鋰電池中co元素的含量為3%-5%，例如4%，百分比為co的質(zhì)量與所述廢舊鋰電池的質(zhì)量的比；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池的回收方法，其特征在于，步驟s2中，所述氧化性氣體為氧氣；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池的回收方法，其特征在于，步驟s2中，所述熔煉時(shí)，持續(xù)通入氧化性氣體和惰性載氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池的回收方法，其特征在于，步驟s...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳潔，孫軍，陸鈞皓，周銘賢，葉小舟，魯統(tǒng)曉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海電氣集團(tuán)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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