一种从电池废料中回收锂及镍钴锰的方法与流程
1、本发明涉及废旧电池回收技术领域，具体涉及一种从废电池中回收锂镍钴锰的方法。
背景技术：
2、锂离子电池由于工作电压和比能量高、放电电压稳定、重量轻体积小、循环寿命长、无记忆效应等优点，广泛应用于各种电子设备领域。 近年来，随着锂离子电池产量的增加，废弃物量也在逐年增加。 锂离子电池的报废寿命一般为3
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5年来，目前的回收体系尚未形成规模，绝大多数废旧锂离子电池没有得到有效处理，不仅污染环境，还浪费了大量有用资源。
3、电池废料是指报废的三元电池组或钴酸锂电池组经过拆解、破碎、筛选后剩余的黑色电池粉末，其中镍、钴、锰、锂等金属元素含量相对较高。高的。 ，这些金属的价态复杂，大部分以高价态存在。 现有技术中有一些锂离子电池的回收方法，一般采用酸浸或碱浸工艺。 但传统的浸出工艺在回收锂、镍钴锰等金属时，回收率较低，且回收成本较高，也很难做到。 有效分离锂和其他金属。
技术实现要素：
4、针对现有技术的缺点，本发明提供了一种从电池废料中回收锂镍钴锰的方法，具体包括以下步骤：
5. 一种从电池废料中回收锂和镍、钴、锰的方法，其特征在于，包括以下步骤：
6、（1）还原焙烧：将电池废料放入还原炉内，通入还原性气体，控制反应温度为400℃
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600℃，反应时间3
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6h、反应完成后，将还原后的物料作为球磨机水洗的原料；
7、（2）球磨水洗：将焙烧好的物料和去离子水按一定比例放入球磨机中，球磨时间≥2小时； 将球磨好的物料泵入反应釜，升温至70℃
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80℃，反应1.5
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3h，反应完成后，过滤反应体系，收集球磨滤液和滤渣； 滤渣固液比为1:1。
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1:3水洗，水洗后再次过滤，收集水洗滤液和滤渣，水洗滤液作为球磨机的给水，滤渣作为后续提取的原料；
8、(3)弱酸洗涤：将步骤(2)得到的滤渣加入去离子水打浆，得到滤渣浆料。 向滤渣浆液中加入酸性溶液，调节pH至5。
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7、然后将上述滤渣浆液温度调至70℃
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80℃，反应1
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3h，反应完全后，过滤反应体系，得到滤渣和洗涤滤液；
9、（4）浓缩提取氢氧化锂：将（2）中得到的球磨滤液与步骤（3）中得到的洗涤滤液混合，将上述滤液泵入浓缩釜中浓缩，浓缩完成后，冷却至常温，然后将浓缩液离心分离得到氢氧化锂固体和母液，将母液反复浓缩提取氢氧化锂；
10、（5）还原酸浸：将步骤（3）得到的滤渣加入去离子水打浆，滤渣浆液中加入酸液，调节pH至1.5
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2.0 且稳定的 pH 值在此范围 0.5 内发生反应
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2小时； 反应完成后，向上述反应体系中加入还原剂，然后继续加入酸溶液，使反应体系的pH稳定在2.0
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2.5，反应体系pH稳定在2.0
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2.5后，反应1
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3h，反应完成后过滤，所得滤液为镍钴锰盐溶液。
炉渣继续重复步骤(1)还原焙烧。
11、具体地，步骤（1）中，还原气体为氢气，氢气的投入量为15/吨废料。
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30nm3/小时。
12、具体地，步骤(2)中焙烧料与去离子水的比例为1:2，球磨时间为2
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3h，球磨后固体物料的粒度要求为：95%及以上颗粒在300目以上。
13、具体地，步骤(2)中的反应时间为2h，过滤方法为压滤过滤，洗涤滤渣时的固液比为1:2。
14、具体地，步骤(3)中滤渣打浆时的固液比为1:2，反应体系的pH为6，反应时间为2小时。
15、具体地，步骤(4)中的浓缩比例为1:5。
16、具体地，步骤(5)中滤渣打浆时的固液比为1:3。
17、具体地，步骤(5)中，向滤渣浆液中加入酸溶液，调节pH至1.5
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2.0并将pH值稳定在该范围内1小时。
18、具体地，步骤(5)向反应体系中添加还原剂，然后继续添加酸溶液，使反应体系的pH稳定在2.0。
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2.5，反应体系pH稳定在2.0
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2.5后反应2h。
19、具体地，步骤(3)和(5)中的酸为硫酸。
20、本发明的有益效果：
21、（1）本发明方法的材料加工过程中，首先通过还原焙烧将高价锂还原为单质锂，然后对锂进行球磨和水浸，有利于锂的高效分离和重金属。 通过两级弱酸洗，可以有效提高锂的回收率，使锂的回收率≥90%；
22、（2）酸洗、酸浸时严格控制反应体系pH值，使镍、钴、锰等重金属回收率≥98%。
附图说明
23、图1为本发明公开的从电池废料中回收锂镍钴锰的方法的工艺流程图。
详细方式
24、下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。 下面所示的实施例不以任何方式限制权利要求中描述的本发明。 另外，以下实施例所示的结构的全部内容不限于作为权利要求中记载的发明的解决方案所必需的内容。
25.实施例1
26、 一种从电池废料中回收锂和镍、钴、锰的方法，其特征在于，包括以下步骤：
27、（1）还原焙烧：将电池废料放入还原炉内，通入还原性气体，控制反应温度为400℃
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600℃，反应时间3
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6h，反应完成后，将还原后的物料作为球磨机水洗的原料。
28、（2）球磨水洗：将焙烧好的物料和去离子水按固液比1：2放入球磨机中，研磨2小时； 将球磨好的物料泵入反应釜，升温至70℃
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80℃，反应1.5小时。 反应完成后，过滤反应体系，收集球磨滤液和滤渣； 将滤渣按固液比1:1用水洗涤，洗涤后再次过滤，收集洗涤后的滤液和滤渣，将水洗后的滤液作为球磨机进水使用，滤渣用于后续原料提取；
29、(3)弱酸洗：将步骤(2)得到的滤渣按固液比1:2加入去离子水打浆，得到
向滤渣浆中加入酸溶液，调节pH至5，然后将上述滤渣浆的温度调节至70
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80℃反应1小时。 反应完成后，过滤反应体系，得到滤渣和洗涤滤液；
30、（4）浓缩提取氢氧化锂：将（2）得到的球磨滤液与步骤（3）得到的洗涤滤液混合，将上述滤液泵入浓缩釜浓缩，浓缩比为1:5 集中。 浓缩完成后，冷却至常温，然后将浓缩液离心，得到氢氧化锂固体和母液。 母液反复浓缩提取氢氧化锂；
31、(5)还原酸浸：将步骤(3)得到的滤渣按固液比1:3加入去离子水打浆，滤渣浆液中加入酸液，调节pH至 1.5
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2.0并在此范围内稳定pH值0.5h； 反应完成后，向上述反应体系中加入还原剂，然后继续加入酸溶液，使反应体系的pH稳定在2.0
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2.5，反应体系pH稳定在2.0
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2.5后反应1小时。 反应完成后，过滤。 所得滤液是镍、钴和锰的盐溶液。 所得滤渣继续重复步骤(1)进行还原焙烧。 锂回收率≥90%，镍、钴、锰等重金属回收率≥98%。
32.实施例2
33、 一种从电池废料中回收锂和镍、钴、锰的方法，其特征在于，包括以下步骤：
34、（1）还原焙烧：将电池废料放入还原炉内，通入氢气。 每吨废物的氢含量为15。
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30nm3/h，控制反应温度400
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600℃，反应时间3
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6h、反应完成后，将还原后的物料作为球磨机水洗的原料；
35、（2）球磨水洗：将焙烧好的物料和去离子水按固液比1：2放入球磨机中。 球磨时间为2.5小时。 球磨后固体物料的粒度要求为：95%及以上颗粒。 粒度在300目以上； 将球磨好的物料泵入反应釜，升温至70℃
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80℃，反应2小时。 反应完成后，过滤反应体系。 过滤方法是用压滤机过滤。 收集球磨机滤液和滤渣； 将滤渣以固液比1:2的水洗涤，洗涤后再次过滤，收集洗涤后的残渣。 滤液和滤渣，水洗后的滤液作为球磨机用水，滤渣作为后续提取的原料；
36、(3)弱酸洗涤：将步骤(2)得到的滤渣加入去离子水，固液比为1:2浆液，得到滤渣浆液。 向滤渣浆液中加入盐酸溶液，调节pH至6，然后将上述滤渣浆液的温度调节至70
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80℃，反应2小时。 反应完成后，过滤反应体系，得到滤渣和洗涤滤液；
37、（4）浓缩提取氢氧化锂：将（2）中得到的球磨滤液与步骤（3）中得到的洗涤滤液混合，将上述滤液按1:的浓缩比泵入浓缩釜中浓缩。 5 集中注意力。 浓缩完成后，冷却至常温，然后将浓缩液离心，得到氢氧化锂固体和母液。 母液反复浓缩提取氢氧化锂；
38、(5)还原酸浸：将步骤(3)得到的滤渣按固液比1:3加入去离子水打浆，向滤渣浆液中加入盐酸溶液，调节pH值至1.5
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2.0并在此范围内稳定pH值1小时； 反应完成后，向上述反应体系中加入还原剂，然后继续加入酸溶液，使反应体系的pH稳定在2.0
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2.5，反应体系pH稳定在2.0
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2.5后反应2小时。 反应完成后，过滤。 所得滤液是镍、钴和锰的盐溶液。 所得滤渣继续重复步骤(1)进行还原焙烧。 锂回收率≥90%，镍、钴、锰等重金属回收率≥98%。
39. 实施例3
40、 一种从电池废料中回收锂和镍、钴、锰的方法，其特征在于，包括以下步骤：
41、（1）还原焙烧：将电池废料放入还原炉内，通入氢气。 每吨废物的氢含量为15。
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30nm3/h，控制反应温度400
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600℃，反应时间3
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6h、反应完成后，将还原后的物料作为球磨机水洗的原料；
42、（2）球磨水洗：将焙烧好的物料和去离子水按固液比1：2放入球磨机中，球磨机
时间3h，球磨后固体物料的粒度要求为：95%及以上颗粒粒度在300目以上； 将球磨好的物料泵入反应釜，加热至70℃
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80℃，反应3小时。 反应完成后，过滤反应体系。 过滤方法是用压滤机过滤。 收集球磨机滤液和滤渣； 将滤渣以固液比1:3的水洗涤，洗涤后再次过滤，收集洗涤后的残渣。 滤液和滤渣，水洗后的滤液作为球磨机用水，滤渣作为后续提取的原料；
43、(3)弱酸洗涤：将步骤(2)得到的滤渣加入去离子水，固液比为1:2浆液，得到滤渣浆液。 向滤渣浆液中加入硫酸溶液调节pH至7，然后将上述滤渣浆液的温度调节至70℃
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80℃反应3小时。 反应完成后，过滤反应体系，得到滤渣和洗涤滤液；
44、（4）浓缩提取氢氧化锂：将（2）中得到的球磨滤液与步骤（3）中得到的洗涤滤液混合，将上述滤液按1:的浓缩比泵入浓缩釜中浓缩。 5 集中注意力。 浓缩完成后，冷却至常温，然后将浓缩液离心，得到氢氧化锂固体和母液。 母液反复浓缩提取氢氧化锂；
45、(5)还原酸浸：将步骤(3)得到的滤渣按固液比1:3加入去离子水打浆，向滤渣浆液中加入硫酸溶液，调节pH值至1.5
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2.0并在此范围内稳定pH值2小时； 反应完成后，向上述反应体系中加入还原剂，然后继续加入酸溶液，使反应体系的pH稳定在2.0
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2.5，反应体系pH稳定在2.0
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2.5后反应2小时。 反应完成后，过滤。 所得滤液是镍、钴和锰的盐溶液。 所得滤渣继续重复步骤(1)进行还原焙烧。 锂回收率≥90%，镍、钴、锰等重金属回收率≥98%。
46.对所公开的实施例的上述描述，使本领域的技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的各种修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的，并且本文中定义的一般原理可以在其他实施例中实践而不脱离本发明的精神或范围。 因此，本发明不限于本文所示的实施例，而是应符合与本文公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。
技术特点：
1、一种从电池废料中回收锂和镍、钴、锰的方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)还原焙烧：将电池废料放入还原炉中，通入还原性气体，控制反应温度至 400
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600℃，反应时间3
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6h，反应结束后，将还原后的物料作为球磨、水洗的原料； (2)球磨水洗：将焙烧好的物料和去离子水按一定比例放入球磨机中，球磨时间≥2h； 将球磨好的物料泵入反应釜，加热至70
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80℃，反应1.5
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3h，反应完成后，过滤反应体系，收集球磨滤液和滤渣； 滤渣固液比为1:1。
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用水1:3洗涤，洗涤后再次过滤，收集洗涤后的滤液和滤渣，洗涤后的滤液作为球磨机的给水，滤渣作为后续提取原料； (3)弱酸洗：向步骤(2)得到的滤渣浆料中加入去离子水，得到滤渣浆料，向滤渣浆料中加入酸溶液，调节pH至5
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7、然后将上述滤渣浆液温度调至70℃
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80℃，反应1
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3h，反应完全后，过滤反应体系，得到滤渣和洗涤滤液； (4)浓缩提取氢氧化锂：将(2)得到的球磨滤液与步骤(3)得到的洗涤滤液混合，将混合后的滤液泵入浓缩釜进行浓缩。 浓缩完成后，冷却至常温，然后将浓缩液离心，得到氢氧化锂固体和母液。 母液反复浓缩提取氢氧化锂； (5)还原酸浸：将步骤(3)得到的滤渣加入去离子水打浆，向滤渣浆液中加入酸溶液，调节pH至1.5
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2.0 且稳定的 pH 值在此范围 0.5 内发生反应
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2小时； 反应完成后，向上述反应体系中加入还原剂，然后继续加入酸溶液，使反应体系的pH稳定在2.0
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2.5，反应体系pH稳定在2.0
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2.5后，反应1
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3小时。 反应完成后，过滤。 所得滤液是镍、钴和锰的盐溶液。 所得滤渣继续重复步骤(1)进行还原焙烧。 2.根据权利要求1所述的一种从电池废料中回收锂和镍、钴、锰的方法，其特征在于，步骤（1）中的还原气体为氢气，氢气的引入量为每吨废料。 15
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30nm3/小时。 3.根据权利要求1所述的一种从电池废料中回收锂镍钴锰的方法，其特征在于步骤（2）中焙烧料与去离子水的比例为1:2，球磨时间为2
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3h，球磨后固体物料的粒度要求为：95%及以上颗粒在300目以上。 4.根据权利要求1所述的一种从电池废料中回收锂镍钴锰的方法，其特征在于，步骤（2）中的反应时间为2h，过滤方法为压滤过滤。 洗涤滤渣时的固液比为1：2。 5.根据权利要求1所述的一种从电池废料中回收锂镍钴锰的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，滤渣制浆时的固液比为1:2，反应的pH体系为6，反应时间为2小时。 6.根据权利要求1所述的一种从电池废料中回收锂镍钴锰的方法，其特征在于，步骤（4）中的浓缩比为1:5。 7.根据权利要求1所述的从电池废料中回收锂和镍、钴、锰的方法，其特征在于，步骤（5）中滤渣制浆时的固液比为1:3。 8.根据权利要求1所述的从电池废液中回收锂和镍、钴、锰的方法，其特征在于，步骤（5）中向滤渣浆液中添加酸性溶液，调节pH至1.5
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2.0并将pH值稳定在该范围内1小时。 9.根据权利要求1所述的一种从电池废料中回收锂和镍、钴、锰的方法，其特征在于，步骤（5）中向反应体系中加入还原剂，然后继续加入酸溶液进行反应。系统pH值稳定在2.0
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2.5，反应体系pH稳定在2.0
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2.5后反应2h。 10.根据权利要求1
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9.根据权利要求9所述的一种从电池废料中回收锂镍钴锰的方法，其特征在于，步骤（3）和（5）中的酸为硫酸。
技术总结
本发明公开了一种从电池废料中回收锂镍钴锰的方法，包括：（1）还原焙烧；（2）球磨水洗；（3）弱酸洗涤；（4）浓缩提取氢氧化锂，(5)减少酸浸有五个步骤。 焙烧后的物料先进行球磨2小时以上，使粒度达到300目左右，然后进行水浸。 首先分离回收金属锂，然后通过酸浸回收滤渣中的镍、钴、锰等重金属，最后剩余的滤渣经过反复焙烧回收。 回收过程中，通过严格控制反应体系pH值等工艺参数，锂回收率≥90%，重金属回收率≥98%。 本发明从电池废料中回收锂和镍、钴、锰的方法操作简单，成本低廉，适合大规模工业化应用。 适合大规模工业应用。 适合大规模工业应用。
技术研发人员：徐开华、彭亚光、高宝玉、王杰琪、丁留良、李阳、孟庆艳、陈笑飞
受保护技术使用者：荆门格林美新材料有限公司
技术研发日：2021.09.22
技术公告日期：2021/12/23