一种废旧锂离子电池材料与高冰镍协同回收方法
技术领域
本发明属于固体废物资源化及冶金技术领域,具体涉及一种废旧锂离子电池材料与高品位冰镍协同回收的方法。
背景技术
近年来,随着全球各国电动汽车的推广,锂离子电池的市场需求快速增长。三元正极材料因循环性能优异、导电性高、能量密度高等特点,成为电动汽车动力电池正极材料的首选。动力电池领域的快速发展也带动了碳酸锂、硫酸镍的市场需求旺盛。一方面,电池级碳酸锂价格已从2019年的4.1万元/吨飙升至2022年的60万元/吨;另一方面,预计2020年至2035年,全球硫酸镍需求量将从64万吨增至367万吨,新能源作为硫酸镍消费最大领域的消费占比将从59%增至79%。然而,我国对锂、镍资源的对外依存度均超过70%。因此开发退役锂离子电池有价金属回收技术将有助于缓解锂、镍资源的短缺。
为了从退役锂离子电池中提取锂,目前主要的处理工艺是火法冶金和湿法冶金相结合。由于不同金属元素的物理化学性质差异较大,单纯的火法冶金和湿法冶金很难从粉末废料中高效回收锂。火法冶金和湿法冶金相结合的工艺首先将粉末废料中的锂选择性地转化为可溶的锂化合物,例如LiCl、Li
镍冰铜是镍矿火法冶金的中间产品,传统的镍冰铜制备硫酸镍的方法为分段加压酸浸,但该工艺对设备要求高,能耗高,浸出液中杂质离子种类多,存在一定的安全风险。常用的将镍金属溶解于硫酸中,经蒸发结晶制备硫酸镍的工艺,镍金属生产过程复杂,导致硫酸镍成本过高。因此,需要开发一种成本低、操作简便、易于工业化的硫酸镍制备方法,实现镍冰铜资源的合理利用。
中国专利公开了一种利用硫酸盐进行硫酸化焙烧回收退役锂离子电池中有价金属的火法回收工艺。将粉状废料与硫酸盐混合焙烧,使锂转化为硫酸锂,再用碱浸出二氧化碳,将硫酸锂转化为碳酸锂或碳酸氢锂,蒸发得到碳酸锂。浸出渣再用硫酸进行浸出。此方法虽然可以选择性浸出锂元素,但所用的硫酸盐中含有钠或钾离子,难以分离,影响碳酸锂的纯度。
中国专利公开了一种利用浓硫酸硫酸化焙烧从退役三元锂离子电池正负极粉末废料中分离锂与有价金属的方法。该方法主要将正负极粉末与一定量的硫酸和去离子水混合,干燥后球磨。在惰性气氛下焙烧使锂转化为硫酸锂,经水浸得到含锂的水浸出液。该溶液除杂后用于制备高纯度碳酸锂。该方法虽然实现了锂的优先提取,但在焙烧陈化过程中使用了浓硫酸,浓硫酸的用量影响锂的提取率,混合过程中硫酸与粉末容易混合不均匀,且对设备腐蚀性要求较高,存在一定的安全隐患。
中国专利申请公开了一种高冰镍氧化焙烧生产硫酸镍的方法,该方法是将高冰镍进行氧化焙烧,使其中的金属元素转化为氧化物,焙烧产物依次经过硫酸浸出、多级脱除、浓缩结晶,得到硫酸镍产品。该方法实现了高冰镍直接生产硫酸镍的工艺技术,使二硫化镍焙烧形成氧化物,可以更好地适用于不同体系的湿法工艺。该方法虽然性能强,但在处理过程中会产生酸性尾气和废水,造成资源浪费,处理不当也存在环境污染风险。
中国专利申请公开了一种分三段浸出高品位镍冰铜制备硫酸镍的方法,分为常压浸出、逐步升温升压的第一次氧压浸出、第二次氧压浸出,实现镍的有效分离。该方法在氧压浸出过程中,硫转化为硫酸根离子,不产生有害气体,但工艺步骤过多,不便于操作和降低成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述背景技术中提到的不足和缺陷,提供一种废旧锂离子电池材料与高品位冰镍的协同回收方法。
为了解决上述技术问题,本发明提出的技术方案是:
一种废旧锂离子电池材料与高品位冰镍的协同回收方法,包括以下步骤:
(1)将废旧锂离子电池材料与高镍冰铜混合,得到混合物;
(2)将步骤(1)得到的混合物进行焙烧,得到共焙烧固体产物;
(3)将步骤(2)所得固体产物用去离子水浸出,得到含锂水溶液和水浸渣;
(4)将步骤(3)得到的水浸渣进行酸溶,得到酸性浸出溶液;所述浸出溶液经沉淀、除杂、萃取分离得到金属硫酸盐;
(5)将步骤(3)得到的含锂水溶液纯化,得到碳酸锂。
本发明提出了一种全新的工艺方法,通过高压镍冰铜酸浸实现对退役锂离子电池中锂的优先提取和硫酸镍的制备,经过协同焙烧后,锂选择性反应生成易溶于水的硫酸锂,而锂电池中所含的镍、钴、锰、铝、铜等金属则转化为不溶于水的形式。
优选地,步骤(1)中废旧锂离子电池材料中锂含量为1~7wt%。
优选地,所述废旧锂离子电池材料为退役锂离子电池正极材料或者正负极材料混合粉末,所述退役锂离子电池正极材料或者正负极材料含有锂以及石墨、锰、镍、钴、铜、铝、磷或氟中的一种或多种。
进一步的,所述退役锂离子电池正极材料或正负极材料为锂钴氧化物、锂锰氧化物、锂镍钴锰氧化物或锂镍钴铝氧化物中的一种或多种。
优选的,步骤(1)中所述冰铜为镍冶金生产过程中产生的中间产品冰铜,所述冰铜含有主要元素Ni、S以及Cu、Fe或Co等一种或多种其他金属元素。
优选的,步骤(1)中高镍冰铜以硫化镍为主要成分,并含有铜、钴、铁中的一种或多种有价金属,其中镍含量为40~70wt%,硫含量为20~35wt%。
优选的,步骤(1)中锂离子电池废料中Li与镍锍中S的摩尔比为2:1至2:3。
优选的,步骤(2)中煅烧温度为550~750℃,煅烧时间为0.5~3h。
优选地,焙烧过程中混合物的铺设厚度为3mm至30mm。
优选的,步骤(3)中去离子水与焙烧所得固体产物按固液比1:3~1:10g/mL混合,水浸温度为20~90℃,浸出时间为0.5~3h。
优选地,步骤(4)中酸浸所采用的溶液为硫酸、盐酸或硝酸中的一种或多种,所述酸溶液[H
进一步的,所述金属硫酸盐为硫酸镍、硫酸钴或硫酸锰中的一种或多种。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明利用高品位镍冰铜与退役锂离子电池粉体废渣共焙烧,简单高效地实现了锂浸出率达到92%以上且有价金属高效分离,为后续制备高纯度碳酸锂及电池级镍钴锰硫酸盐提供了保障。
(2)本发明根据退役锂离子电池粉末废料中的金属元素与镍冰铜原料中常见的杂质金属(钴、铜、铁、铝等)基本相同,以镍冰铜作为添加剂,通过控制适当的条件,使粉末废料中的镍、钴、锰、铜转化为相应的金属氧化物或金属,而镍冰铜中的硫化镍经焙烧后形成氧化镍,创新性地实现了退役锂离子电池常压酸浸工艺与镍冰铜中有价金属的耦合。
(3)本发明通过协同焙烧的方式,在适当条件下将原料中的锂转化为可溶物,从而在后续的水浸过程中优先提取锂;该技术可以将锂与其他金属元素分离,从而使后续的酸浸处理更加高效。
(4)本发明工艺对原料适应性强,适用于多种退役锂离子电池材料的回收;工艺简单、易实施,回收过程中有价金属损失较少,为退役锂离子电池中有价金属的规模化、高效回收提供了可靠的技术保障。
(5)本发明的优点在于避开了传统高品位冰镍制备硫酸镍工艺所需的高温高压酸浸条件,实现了优先提锂后浸出渣中镍、钴、锰的回收与高品位冰镍中镍的回收耦合,开辟了高品位冰镍辅助优先提锂、直接进行短程高效浸出的高效新工艺技术,适合大规模工艺生产,具有广阔的应用价值和发展前景。
附图简要说明
为了更加清楚地说明本发明的实施例或者现有技术中的技术方案,下面将对实施例或者现有技术描述中所需要用到的附图进行简要介绍。显然,下面所描述的附图只是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来说,在不付出创造性劳动的情况下,还可以基于这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中锂离子电池粉末废料中有价金属综合回收工艺流程图。
详细描述
为了便于理解本发明,下面结合说明书附图及优选实施例对本发明进行更加全面、细致的描述,但本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施例。
除非另有定义,下文使用的所有专业术语具有与本领域技术人员通常理解相同的含义,本文使用的专业术语仅用于描述具体实施例,并非旨在限制本发明的保护范围。
除非另有说明,本发明所用的各种原料、试剂、仪器和设备都可以从市场上购得,或者按照现有的方法制备。
实施例1:
一种废旧锂离子电池材料与高品位冰镍的协同回收方法,其工艺流程图如图1所示,包括以下步骤:
(1)将退役锂离子电池粉末废料(锂含量3%)5g、高冰镍(硫含量26%)2.6g按n(Li):n(S)=1:1的摩尔比混合,充分搅拌后均匀铺于料层厚度为10mm的氧化铝坩埚中,将氧化铝坩埚置于高温炉中,在空气氛围中共煅烧,炉内空气流量为600mL/min,反应温度为600℃,反应时间为15min,得到固体产物。
(2)将步骤(1)所得固体产物进行水浸,浸出温度为50℃,浸出时间为0.5h,固液比为1:5(g/mL),得到含锂水浸出液和浸出渣。
(3)将步骤(2)所得含锂水提取物蒸发浓缩,用2mol/L NaOH溶液调节水提取物pH值至11,沉淀除去杂质,得到除杂渣和除杂液。
(4)将步骤(2)得到的浸出渣和步骤(3)得到的除杂渣直接用硫酸溶液浸出,溶解滤渣,得到酸性浸出溶液。
(5) 将步骤(3)得到的除杂溶液加入饱和Na
(6)将步骤(4)得到的含镍、钴、锰浸出液经过萃取、反萃等深度净化步骤,得到电池级硫酸镍/钴/锰硫酸盐,可用于三元前驱体的制备。
经计算,本实施例锂的浸出率达到93.40%,酸性浸出溶液中镍、钴、锰的浸出率分别达到99.99%、99.81%、99.94%。
实施例2:
一种废旧锂离子电池材料与高品位冰镍的协同回收方法,其工艺流程图如图1所示,包括以下步骤:
(1)将退役锂离子电池粉末废料(锂含量5%)5g、高品位冰镍(硫含量26%)3.9g按摩尔比n(Li):n(S)=2:1.5混合,充分搅拌均匀,铺于氧化铝坩埚上,铺层厚度5mm。将氧化铝坩埚置于高温炉中,在空气氛围中煅烧,炉内空气流量为600mL/min,反应温度为650℃,反应时间为15min,得到固体产物。
(2)将步骤(1)所得固体产物进行水浸,浸出温度为25℃,浸出时间为1h,固液比为1:5(g/mL),得到含锂水浸出液和浸出渣。
(3)将步骤(2)所得含锂水提取物蒸发浓缩,用2mol/L NaOH溶液调节水提取物pH值至11,沉淀除去杂质,得到除杂渣和除杂液。
(4)将步骤(2)得到的浸出渣和步骤(3)得到的除杂渣直接用硫酸溶液浸出,溶解滤渣,得到酸性浸出溶液。
(5) 将步骤(3)得到的除杂溶液加入饱和Na
(6)将步骤(3)得到的含镍、钴、锰浸出液经过萃取、反萃等深度净化步骤,得到电池级硫酸镍/钴/锰硫酸盐,可用于三元前驱体的制备。
经计算,本实施例锂的浸出率达到92.63%,酸性浸出溶液中镍、钴、锰的浸出率分别达到99.86%、98.11%、98.26%。
实施例3:
一种废旧锂离子电池材料与高品位冰镍的协同回收方法,其工艺流程图如图1所示,包括以下步骤:
(1)将退役锂离子电池粉末废料(锂含量7%)5g、高品位冰镍(硫含量26%)3.7g按摩尔比n(Li):n(S)=2:1.2混合,充分搅拌均匀,铺于氧化铝坩埚上,铺层厚度5mm。将氧化铝坩埚置于高温炉中,在空气氛围中煅烧,炉内空气流量为600mL/min,反应温度为550℃,反应时间为15min,得到固体产物。
(2)将步骤(1)所得固体产物进行水浸,浸出温度为25℃,浸出时间为0.5h,固液比为1:10(g/mL),得到含锂水浸出液和浸出渣。
(3)将步骤(2)所得含锂水提取物蒸发浓缩,用2mol/L NaOH溶液调节水提取物pH值至11,沉淀除去杂质,得到除杂渣和除杂液。
(4)将步骤(2)得到的浸出渣和步骤(3)得到的除杂渣直接用硫酸溶液浸出,溶解滤渣,得到酸性浸出溶液。
(5) 将步骤(3)得到的除杂溶液加入饱和Na
(6)将步骤(3)得到的含镍、钴、锰浸出液经过萃取、反萃等深度净化步骤,得到电池级硫酸镍/钴/锰硫酸盐,可用于三元前驱体的制备。
经计算,本实施例锂的浸出率达到93.28%,酸性浸出溶液中镍、钴、锰的浸出率分别达到98.28%、98.23%、98.69%。
实施例4:
一种废旧锂离子电池材料与高品位冰镍的协同回收方法,其工艺流程图如图1所示,包括以下步骤:
(1)将20g退役锂离子电池粉末废料(锂含量3%)和7.9g高冰镍(硫含量26%)按摩尔比n(Li):n(S)=2:1.5混合,充分搅拌后均匀铺于料层厚度为20mm的氧化铝坩埚中。将氧化铝坩埚置于高温炉中,在空气氛围中共煅烧,炉内空气流量为600mL/min,反应温度为650℃,反应时间为15min,得到固体产物。
(2)将步骤(1)所得固体产物进行水浸,浸出温度为50℃,浸出时间为0.5h,固液比为1:5(g/mL),得到含锂水浸出液和浸出渣。
(3)将步骤(2)所得含锂水提取物蒸发浓缩,用2mol/L NaOH溶液调节水提取物pH值至11,沉淀除去杂质,得到除杂渣和除杂液。
(4)将步骤(2)得到的浸出渣和步骤(3)得到的除杂渣直接用硫酸溶液浸出,溶解滤渣,得到酸性浸出溶液。
(5) 将步骤(3)得到的除杂溶液加入饱和Na
(6)将步骤(3)得到的含镍、钴、锰浸出液经过萃取、反萃等深度净化步骤,得到电池级硫酸镍/钴/锰硫酸盐,可用于三元前驱体的制备。
经计算,本实施例锂的浸出率达到93.03%,酸性浸出溶液中镍、钴、锰的浸出率分别达到98.86%、99.14%、99.72%。
实施例5:
一种废旧锂离子电池材料与高品位冰镍的协同回收方法,其工艺流程图如图1所示,包括以下步骤:
(1)将退役锂离子电池粉末废料(锂含量5%)5g、高冰镍(硫含量26%)6.6g按n(Li):n(S)=2:3的摩尔比混合,充分搅拌后均匀铺于料层厚度为10mm的氧化铝坩埚中,将氧化铝坩埚置于高温炉中,在空气氛围中共煅烧,炉内空气流量为600mL/min,反应温度为550℃,反应时间为15min,得到固体产物。
(2)将步骤(1)所得固体产物进行水浸,浸出温度为25℃,浸出时间为0.5h,固液比为1:5(g/mL),得到含锂水浸出液和浸出渣。
(3)将步骤(2)所得含锂水提取物蒸发浓缩,用2mol/L NaOH溶液调节水提取物pH值至11,沉淀除去杂质,得到除杂渣和除杂液。
(4)将步骤(2)得到的浸出渣和步骤(3)得到的除杂渣直接用硫酸溶液浸出,溶解滤渣,得到酸性浸出溶液。
(5) 将步骤(3)得到的除杂溶液加入饱和Na
(6)将步骤(3)得到的含镍、钴、锰浸出液经过萃取、反萃等深度净化步骤,得到电池级硫酸镍/钴/锰硫酸盐,可用于三元前驱体的制备。
经计算,本实施例锂的浸出率达到92.80%,酸性浸出溶液中镍、钴、锰的浸出率分别达到99.59%、98.30%、98.63%。
实施例6:
一种废旧锂离子电池材料与高品位冰镍的协同回收方法,其工艺流程图如图1所示,包括以下步骤:
(1)将退役锂离子电池粉末废料(锂含量3%)5g、高冰镍(硫含量26%)1.6g按摩尔比n(Li):n(S)=2:1.2混合,充分搅拌后均匀铺于氧化铝坩埚中,铺层厚度为5mm。将氧化铝坩埚置于高温炉中,在空气氛围中共煅烧,炉内空气流量为600mL/min,反应温度为700℃,反应时间为15min,得到固体产物。
(2)将步骤(1)所得固体产物进行水浸,浸出温度为25℃,浸出时间为2h,固液比为1:5(g/mL),得到含锂水浸出液和浸出渣。
(3)将步骤(2)所得含锂水提取物蒸发浓缩,用2mol/L NaOH溶液调节水提取物pH值至11,沉淀除去杂质,得到除杂渣和除杂液。
(4)将步骤(2)得到的浸出渣和步骤(3)得到的除杂渣直接用硫酸溶液浸出,溶解滤渣,得到酸性浸出溶液。
(5) 将步骤(3)得到的除杂溶液加入饱和Na
(6)将步骤(3)得到的含镍、钴、锰浸出液经过萃取、反萃等深度净化步骤,得到电池级硫酸镍/钴/锰硫酸盐,可用于三元前驱体的制备。
经计算,本实施例锂的浸出率达到94.80%,酸性浸出溶液中镍、钴、锰的浸出率分别达到99.59%、98.00%、98.63%。
对比例1:烘焙时间过长
(1)将退役锂离子电池粉末废料(锂含量3%)5g、高品位冰镍(硫含量26%)2.0g按摩尔比n(Li):n(S)=2:1.5混合,充分搅拌均匀铺于氧化铝坩埚中,铺层厚度为5mm。将氧化铝坩埚置于高温炉中,在空气氛围中煅烧,炉内空气流量为500mL/min,反应温度为600℃,反应时间为15min,得到固体产物。
(2)将步骤(1)所得固体产物进行水浸,浸出温度为60℃,浸出时间为1h,固液比为1:10(g/mL),得到含锂水浸出液和含有Ni、Mn等杂质离子的浸出渣。
(3)将步骤(2)所得含锂水提取物蒸发浓缩,用2mol/L NaOH溶液调节水提取物pH值至11,沉淀除去杂质,得到除杂渣和除杂液。
(4)将步骤(2)得到的浸出渣和步骤(3)得到的除杂渣直接用硫酸溶液浸出,溶解滤渣,得到酸性浸出溶液。
(5) 将步骤(3)得到的除杂溶液加入饱和Na
(6)将步骤(3)得到的含镍、钴、锰浸出液经过萃取、反萃等深度净化步骤,得到电池级硫酸镍/钴/锰硫酸盐,可用于三元前驱体的制备。
经计算,本对比例水浸出溶液中锂、镍、锰的浸出率分别为92.03%、5.12%、10.25%,酸性浸出溶液中镍、钴、锰的浸出率分别为93.89%、99.66%、88.54%。
本对比例的协同焙烧工艺,焙烧时间过长,原料中的部分Ni、Mn在焙烧过程中转化为硫酸盐进入水浸液中,影响锂的分离效果。因此,反应时间越长,整个工艺越不容易耦合好,无法实现Li、Ni、Co、Mn的选择性分离。同时,水浸液中离子组成复杂,增加了水浸液中杂质去除的难度,降低了各元素的回收率。
对比示例2:高品位冰镍添加量过大
(1)将退役锂离子电池粉末废料(锂含量3%)5g、高品位冰镍(硫含量26%)5.3g按n(Li):n(S)=1:2的摩尔比混合,充分搅拌均匀铺于氧化铝坩埚中,铺层厚度为15mm。将氧化铝坩埚置于高温炉中,在空气氛围中煅烧,炉内空气流量为500mL/min,反应温度为600℃,反应时间为15min,得到固体产物。
(2)将步骤(1)所得固体产物进行水浸,浸出温度为60℃,浸出时间为1h,固液比为1:10(g/mL),得到含有Ni、Co、Mn等杂质离子的含锂水浸出液和浸出渣。
(3)将步骤(2)所得含锂水提取物蒸发浓缩,用2mol/L NaOH溶液调节水提取物pH值至11,沉淀除去杂质,得到除杂渣和除杂液。
(4)将步骤(2)得到的浸出渣和步骤(3)得到的除杂渣直接用硫酸溶液浸出,溶解滤渣,得到酸性浸出溶液。
(5) 将步骤(3)得到的除杂溶液加入饱和Na
(6)将步骤(3)得到的含镍、钴、锰浸出液经过萃取、反萃等深度净化步骤,得到电池级硫酸镍/钴/锰硫酸盐,可用于三元前驱体的制备。
经计算,本对比例水浸出溶液中锂、镍、钴、锰的浸出率分别为95.90%、13.93%、15.29%、21.43%;酸性浸出溶液中镍、钴、锰的浸出率分别为85.53%、84.61%、77.86%。
the of this , due to the of high-matte , some Ni, Co, Mn, Al, and Cu in the raw were into and the water the , the of . , the use of high-matte makes it to the well, and it is to the of Li, Ni, Co, and Mn. At the same time, the ion in the water is , which the of from the water and the rate of each .
比较示例3:钙化温度太低
(1)5 g退休的锂离子电池粉废物(锂含量3%)和2.6 g高镍哑光(硫含量26%)的摩尔比为N(li):n(s)= 1:1,彻底搅拌,均匀地散布在铝制较高的情况下,并在较高的层中均匀地散发出 的厚度。炉中500 ml/min的速率,400°C的反应温度和获得固体产物的反应时间。
(2)在步骤(1)中获得的固体产物在60°C的浸出温度,1小时的浸出时间和1:10(g/ml)的浸出时间下进行水浸出,以获得含锂的水浸出溶液和浸出的残留物。
(3)在步骤(2)中获得的含锂的水提取物被蒸发并浓缩,并用2 mol/l NaOH溶液将水提取物的pH值调整为11,并通过沉淀去除杂质以获得不正确的残留物和杂质液体。
(4)直接将在步骤(2)中获得的浸出的残留物和用硫酸溶液在步骤(3)中获得的杂质驱动的残基,从而溶解过滤器残基以获得酸性浸出溶液。
(5)在步骤(3)中获得的杂质被驱动的溶液中添加到饱和的Na
(6)在步骤(3)中获得的镍,钴和含锰的浸出溶液进行深度纯化步骤,例如提取和剥离以获得电池级硫酸盐/钴/钴/锰硫酸盐,可用于制备三元前体。
根据计算,在此比较示例中,锂的浸出率为63.82%,在含有镍,钴和锰的浸出溶液中镍,钴和锰的浸出率分别为99.19%,98.93%和99.67%。
在这个比较的示例中,协同的钙化过程降低了协同的钙化效应,从而导致退休的锂离子电池粉末废料与高级别的镍哑光之间的反应不足,从而导致在水中溶于溶液的溶液中,导致li的液化率显着降低。因此,LI的恢复率很低,整个过程无法达到良好的耦合,并且在高级镍哑光中,很难通过在正常压力条件下通过酸浸入溶液,从而降低了每个元素的回收率。
比较示例4:材料层的厚度太大
(1)30克退休的锂离子电池粉废物(锂含量3%)和15.8克高镍哑光(硫含量为26%)的摩尔比(li)= 1:1混合,彻底搅拌,均匀地与铝制浓度均匀地散布在铝含量上,并散布在40 mm的材料中。炉子中的空气流速为500 mL/min,反应温度为600°C,以及获得固体产物的反应时间。
(2)在步骤(1)中获得的固体产物在60°C的浸出温度,1小时的浸出时间和1:10(g/ml)的浸出时间下进行水浸出,以获得含锂的水浸出溶液和浸出的残留物。
(3)在步骤(2)中获得的含锂的水提取物被蒸发并浓缩,并用2 mol/l NaOH溶液将水提取物的pH值调整为11,并通过沉淀去除杂质以获得不正确的残留物和杂质液体。
(4)直接将在步骤(2)中获得的浸出的残留物和用硫酸溶液在步骤(3)中获得的杂质驱动的残基,从而溶解过滤器残基以获得酸性浸出溶液。
(5)在步骤(3)中获得的杂质被驱动的溶液中添加到饱和的Na
(6)在步骤(3)中获得的镍,钴和含锰的浸出溶液进行深度纯化步骤,例如提取和剥离以获得电池级硫酸盐/钴/钴/锰硫酸盐,可用于制备三元前体。
根据计算,在此比较示例中,锂的浸出率为61.00%,在含有镍,钴和锰的浸出溶液中镍,钴和锰的浸出速率分别为99.99%,98.81%和98.23%。
在这个比较的例子中,在协同烘焙过程中,材料层的厚度很大,协同烘烤效果削弱了,因此退休的锂离子电池粉末浪费和高级镍哑光没有完全反应,从而导致在水中溶解的液体溶液中的液体溶液中大幅度降低了li的溶液。因此,LI的恢复速率。材料层的厚度很大,整个过程流量无法达到良好的耦合,并且在高级镍哑光中,很难通过在正常压力条件下通过酸浸入溶液,从而降低了每个元素的回收率。
比较示例5:无协调的烘焙过程
(1)5 g退休的锂离子电池粉废物(锂含量3%)和2.6 g高级镍哑光(硫含量26%)的摩尔比为n(li):n(s)= 1:1,并彻底搅拌以获得实心混合物;
(2)在步骤(1)中获得的固体混合物在50°C的浸出温度,0.5 h的浸出时间和1:5(g/ml)的浸出时间下进行水浸出,以获得含锂的水浸水溶液和浸出的残基。
(3)在步骤(2)中获得的含锂的水提取物被蒸发并浓缩,并用2 mol/l NaOH溶液将水提取物的pH值调整为11,并通过沉淀去除杂质以获得不正确的残留物和杂质液体。
(4)直接将在步骤(2)中获得的浸出的残留物和用硫酸溶液在步骤(3)中获得的杂质驱动的残基,从而溶解过滤器残基以获得酸性浸出溶液。
(5)在步骤(3)中获得的杂质被驱动的溶液中添加到饱和的Na
(6)在步骤(3)中获得的浸出溶液进行深度纯化步骤,例如提取和剥离以获得电池级镍/钴/硫酸含量,这可以用于制备三元前体,但是由于在酸溶液中存在大量的液化元素,因此需要恢复lith元素。
根据计算,该实施方案中的锂浸出率为0.05%,酸性浸出溶液中镍,钴和锰的浸出率分别为21.24%,23.11%和33.44%。
这个比较的例子没有协调的烘烤过程,导致退休的锂离子电池粉废物和高级镍磨砂之间没有反应,因此在水浸出过程中不会浸出LI,而是进入含有Ni,Co和MN的硫酸盐溶液,而在酸渗的过程中也降低了相同的速度,该速度不足。哑光反应,使得很难在正常的压力酸浸中浸出,从而导致镍损失,因此缺乏协调的烘焙过程,使得无法有效地融入整个过程流动,并影响正常压力条件下每个元素的酸浸出率。