一种以草酸为提取液的废锂离子电池回收处理方法及装置制造方法
【专利摘要】一种以草酸为提取液的废锂离子电池回收处理方法，将废锂离子电池进行放电处理，利用剪切式破碎机进行机械破碎，筛分出粒径小于1.43mm的物料，将烧杯置于恒温搅拌器之上组成浸出装置，将筛分后的物料与浓度为0.5-1mol/L的草酸按照固液比15-25g/L在烧杯中反应40-90min，将经过草酸浸出反应后混合物进行过滤分离，得到含草酸钴的固体沉淀物和含草酸锂的浸出液，本发明还提供了实现上述方法的装置；本发明能够有效回收废锂离子电池正极材料中的草酸钴和草酸锂，本发明采用环境友好的草酸作为浸出溶液，草酸钴和草酸锂的回收率超过99%。
【专利说明】一种以草酸为提取液的废锂离子电池回收处理方法及装置【技术领域】
[0001]本发明属于电子废物资源化处理【技术领域】，特别涉及一种以草酸为提取液的废锂离子电池回收处理方法及装置。
【背景技术】
[0002]废锂离子电池以其能量密度高、工作电压大、无记忆效应和循环寿命长等优点，被广泛应用于被广泛用于日常生活中，例如摄像机、移动电话、笔记本电脑及便携式测量仪器等各种消费电子中，它也是电动汽车首选的轻便高能动力电源。而这些锂离子电池在报废后，通常会给环境和人体健康带来一定的风险。与此同时，废锂离子电池中含有的金属钴(Co)是一种价值很高的战略性资源，因此无论从环保还是经济角度考虑，都应该对废锂离子电池进行资源化回收。
[0003]经测定，废锂离子电池中钴、锂、铜、铝、铁等的含量分别为23.18%,3.39%,2.90%、
0.94%,0.32%。我国的钴资源比较缺乏，钴的来源主要靠镍、铜、锌冶炼系统的回收以及在生产和使用产生的大量含钴废料进行提炼。我国的锂资源虽然比较丰富，但开采能力不完善，提锂成本不具备竞争力。废锂离子电池的资源化不仅具有环境意义，对产业发展更具有长远的战略价值。
[0004]废锂离子电池的资源化处理过程主要包括物理化学法、化学法和生物法三大类。火法、湿法、生物法。其中湿法通常用氢氧化钠、硫酸、硝酸、双氧水等化学试剂将锂电池正极中的钴、锂等金属离子浸出，然后通过沉淀、萃取、盐析等后续精制方法来净化、分离、提纯，钴、锂等金属元素。此方法主要采用强酸，易造成二次污染；同时，浸提的产物如CoCl2、CoSO4等往往经过较复杂的工艺才能得到`工业上的原料(如电池用的Co2O3),而草酸钴非常容易经过煅烧得到Co203。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种以草酸为提取液的废锂离子电池回收处理方法及装置，具有反应条件温和，工艺流程简单，浸出效率高，环境友好的特点。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0007]一种以草酸为提取液的废锂离子电池回收处理方法，包括如下步骤:
[0008]步骤一:将废锂离子电池进行放电处理；
[0009]步骤二:将放电后的废锂离子电池进行机械破碎，筛分出粒径小于1.43mm的物料，物料中以钴酸锂为主；
[0010]步骤三:将烧杯置于恒温搅拌器之上组成浸出装置，将所述筛分后的物料与浓度为0.5-lmol/L的草酸按照固液比15-25g/L在烧杯中反应40_90min，过程中设置恒温搅拌器的温度在75-95°C，转子转速为300-400rpm ；
[0011]步骤四:固液分离，将步骤三中经过草酸浸出反应后混合物进行过滤分离，得到含草酸钴的固体沉淀物和含草酸锂的浸出液。
[0012]所述机械破碎所用装置为剪切式破碎机。
[0013]所述恒温搅拌器由自动控温的水浴锅以及插入其中的转速可调的电动搅拌机组成。
[0014]本发明还提供了一种实现所述以草酸为提取液的废锂离子电池回收处理方法的装置，包括:
[0015]将废锂离子电池放电的电池放电装置；
[0016]将放电后的废锂离子电池进行机械破碎的剪切式破碎机；
[0017]由烧杯置于恒温搅拌器之上组成的浸出装置；
[0018]以及进行固液分离的过滤分离装置。
[0019]与现有技术相比，本发明本发明的方法能够有效回收废锂离子电池正极材料中的草酸钴和草酸锂，本发明采用环境友好的草酸作为浸出溶液，草酸钴和草酸锂的回收率超过 99%ο
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
[0022]实施例一
[0023]如图1所示，一种以草酸为提取液的废锂离子电池回收处理方法，包括如下步骤:
[0024]步骤一:将废锂离子电池进行放电处理。
[0025]步骤二:将放电后的废锂离子电池，利用剪切式破碎机进行机械破碎，筛分出小于1.43mm的物料(钴酸锂为主)。
[0026]步骤三:将烧杯置于恒温搅拌器之上组成浸出装置，恒温搅拌器由自动控温的水浴锅以及插入其中的转速可调的电动搅拌机组成。将废锂离子电池正极材料破碎筛分小于1.43mm的物料,与浓度为0.5mol/L的草酸按照固液比15g/L在烧杯中反应40min。过程中设置恒温搅拌器的温度在75°C，转子转速为300rpm。
[0027]步骤四:固液分离，将步骤三中经过草酸浸出反应后混合物进行过滤分离，得到含草酸钴的固体沉淀物和含草酸锂的浸出液。
[0028]实施例二
[0029]如图1所示，一种以草酸为提取液的废锂离子电池回收处理方法，包括如下步骤:
[0030]步骤一:将废锂离子电池进行放电处理。
[0031]步骤二:将放电后的废锂离子电池，利用剪切式破碎机进行机械破碎，筛分出小于1.43mm的物料(钴酸锂为主)。
[0032]步骤三:将烧杯置于恒温搅拌器之上组成浸出装置。将废锂离子电池正极材料破碎筛分小于1.43mm的物料，与浓度为lmol/L的草酸按照固液比25g/L在烧杯中反应90min。过程中设置恒温搅拌器的温度在95°C，转子转速为400rpm。
[0033]步骤四:固液分离，将步骤三中经过草酸浸出反应后混合物进行过滤分离，得到含草酸钴的固体沉淀物和含草酸锂的浸出液。
[0034]实施例三
[0035]如图1所示，一种以草酸为提取液的废锂离子电池回收处理方法，包括如下步骤:
[0036]步骤一:将废锂离子电池进行放电处理。
[0037]步骤二:将放电后的废锂离子电池，利用剪切式破碎机进行机械破碎，筛分出小于
1.43mm的物料(钴酸锂为主)。
[0038]步骤三:将烧杯置于恒温搅拌器之上组成浸出装置。将废锂离子电池正极材料破碎筛分小于1.43mm的物料，与浓度为0.8mol/L的草酸按照固液比20g/L在烧杯中反应60min。过程中设置恒温搅拌器的温度在85°C,转子转速为340rpm。
[0039]步骤四:固液分离，将步骤三中经过草酸浸出反应后混合物进行过滤分离，得到含草酸钴的固体沉淀物和含草酸锂的浸出液。
[0040]通过利用草酸为提取液，对钴、锂金属进行浸提，并分离回收，钴、锂金属的回收率可超过99%。
[0041]实验方法和过程为:1.样品制备:配制一定浓度的草酸；废锂离子电池处理制得的钴酸锂混合物料(< 1.43mm)。2.浸出过程:按照设计的固液比，称取含有钴酸锂物料置于烧杯内，加入100ml草酸溶液(lmol/L)与之反应。将烧杯置于恒温搅拌器之上组成浸出装置。温度和转速根据设计设定。3.样品制备:进行固液分离。溶液送检ICP，分析钴、锂
含量。4.根据
【权利要求】
1.一种以草酸为提取液的废锂离子电池回收处理方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一:将废锂离子电池进行放电处理； 步骤二:将放电后的废锂离子电池进行机械破碎，筛分出粒径小于1.43mm的物料；步骤三:将烧杯置于恒温搅拌器之上组成浸出装置，将所述筛分后的物料与浓度为0.5-lmol/L的草酸按照固液比15-25g/L在烧杯中反应40_90min,过程中设置恒温搅拌器的温度在75-95 °C，转子转速为300-400rpm ； 步骤四:固液分离，将步骤三中经过草酸浸出反应后混合物进行过滤分离，得到含草酸钴的固体沉淀物和含草酸锂的浸出液。
2.根据权利要求1所述的以草酸为提取液的废锂离子电池回收处理方法，其特征在于，所述机械破碎所用装置为剪切式破碎机。
3.根据权利要求1所述的以草酸为提取液的废锂离子电池回收处理方法，其特征在于，所述恒温搅拌器由自动控温的水浴锅以及插入其中的转速可调的电动搅拌机组成。
4.一种实现权利要求1所述以草酸为提取液的废锂离子电池回收处理方法的装置，其特征在于，包括: 将废锂离子电池放电的电池放电装置； 将放电后的废锂离子电池进行机械破碎的剪切式破碎机； 由烧杯置于恒温搅拌器之上组成的浸出装置； 以及进行固液分离的过滤分离装置。
5.根据权利要求4所述的以草酸为提取液的废锂离子电池回收处理方法，其特征在于，所述恒温搅拌器由自动控温的水浴锅以及插入其中的转速可调的电动搅拌机组成。
【文档编号】C22B7/00GK103594754SQ201310541240
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2013年11月5日
【发明者】李金惠, 曾现来, 申冰玉, 刘丽丽 申请人:清华大学