专利名称：一种从废旧锂离子电池中分离回收锂的方法
—种从废旧锂离子电池中分离回收锂的方法
技术领域：
本发明涉及从废旧电池中回收金属的方法，特别涉及在废旧锂离子电池中回收锂离子的方法。背景技术：
锂离子电池是一种综合性能较好的可充电化学电池，具有工作电压高、比能量高、 循环寿命长、自放电小等优点，被广泛应用于移动通讯、笔记本电池、便携式工具、电动汽车等领域。目前市场上的锂离子二次电池使用的正极材料主要是钴酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂以及其他含有锂的二元/三元材料，这些正极材料均含有宝贵的金属锂资源。由于锂离子电池使用的正极材料用量很大，对于不可再生的金属资源的消耗非常大，因此在锂离子电池使用量与日俱增的同时，回收废旧锂离子电池中价值高、含量较大的金属，对实现节能减排、可持续发展，具有十分重要的意义。
虽然锂离子二次电池的商业化技术几十年来日益成熟，但相应的废旧锂离子二次电池回收技术的研究和开发则显得比较滞后，特别是经过一系复杂的化学处理后得到的锂离子产物回收率较低，纯度也不高，且大多处于实验室研究阶段，技术方便还有待优化和完口 ο
发明内容
为解决上述技术问题，本发明公开了一种工艺简单、回收效率高、纯度高的从废旧锂离子电池中锂的回收方法。
一种从废旧锂离子电池中分离回收锂的方法，其特征在于包括如下步骤
(I)将废旧锂离子电池放电后进行拆解，取电池正极集流体；
(2)对电池正极集流体进行碱浸，正极集流体中的铝金属溶解，对碱浸溶液压滤得到正极粉末；
(3)将正极粉末用硫酸和过氧化氢进行浸出，调整pH值为2-3，过滤，得到滤液；
(4)将滤液中的Fe2+氧化为Fe3+，再加入碳酸钙或氧化镁将溶液pH值调整为3.5-6. O,使得铁沉淀，过滤后，将滤液的pH值调到大于或等于8，过滤除去杂质和沉淀，得到含锂离子的回收液；
(5)用离子交换树脂吸附回收液中的锂离子；
(6)酸反洗，使锂离子同树脂进行分离，得到含锂溶液；
(7)在含锂溶液中加入碳酸盐，加热浓缩、过滤分离、干燥，得到碳酸锂产品。
所述步骤(4)中的pH值为8-9。
所述步骤(5) 中树脂为强酸性离子交换树脂或螯合树脂。
所述强酸性离子交换树脂为聚苯乙烯磺酸型离子交换树脂，所述螯合树脂为亚胺基二乙酸型螯合树脂。
所述步骤(5)中对树脂进行预处理，所述预处理包括如下步骤
( i )用酸对树脂进行浸泡，再分离酸和树脂；
(ii)然后用碱对树脂进行浸泡,再分离碱和树脂。
所述步骤(i )为用1-1. 5mol/l的HCl溶液浸泡树脂,浸泡10-30小时后,分离酸和树脂，再用去离子水洗去残余的酸，所述步骤(ii)为用1-1. 5mol/l的NaOH溶液浸泡树脂，浸泡10-30小时后，分离碱和树脂，再用去离子水洗去残余的酸。
在所述步骤(5)中将所述回收液PH值调到4-7，再用树脂进行吸附。
所述步骤(6)的酸反洗方法是将吸附有锂离子的树脂利用O. 5-1. 5mol/l的盐酸或硫酸进行反洗。
本发明的有益效果在于(I)本发明利用离子交换树脂方法对废旧锂离子电池中的锂离子进行吸附分离回收，回收方法简单、高效、纯度高，而且没有污染；(2)解吸附后树脂还可以重复利用，成本低，适用于工业化推广使用。
图1是本发明工艺流程图。
具体实施方式
本发明的工艺流程图如图1所示，包括如下步骤(1)将废旧锂离子电池放电后进行拆解，取电池正极集流体；(2)对电池正极集流体进行碱浸，正极集流体中的铝金属溶解，对碱浸溶液压滤得到正极粉末；(3)将正极粉末用硫酸和过氧化氢进行浸出，调整pH值为2-3，过滤，得到滤液；(4)将滤液中的Fe2+氧化为Fe3+，再加入碳酸钙或氧化镁将溶液pH 值调整为3. 5-6. 0，使得铁沉淀，过滤后，将滤液的pH值调到大于或等于8，过滤除去杂质和沉淀，得到含锂离子的回收液；(5)用离子交换树脂吸附回收液中的锂离子；(6)酸反洗，使锂离子同树脂进行分离，得到含锂溶液；(7)在含锂溶液中加入碳酸盐，加热浓缩、过滤分离、干燥，得到碳酸锂产品。
下面将结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例1 :
将废旧锂离子电池放电后进行拆解，取电池正极集流体，对电池正极集流体加入过量的氢氧化钠进行碱浸，正极集流体中的铝金属溶解，对碱浸溶液压滤得到正极粉末，将正极粉末用硫酸和过氧化氢进行浸出，调整PH值为2-3，过滤，得到滤液，将滤液中Fe2+的通过氧化剂氧化为Fe3+，再加入碳酸钙将溶液pH值调整为3. 5-6. O,使得铁沉淀，过滤后，将滤液的PH值调到8，过滤除去杂质和沉淀，得到含锂离子的回收液；将含有锂离子的回收液调节至PH为4，强酸性用离子交换树脂G-26吸附回收液中的锂离子，利用lmol/1的盐酸进行酸反洗，使锂离子同树脂进行分离，得到含锂溶液，在含锂溶液中加入碳酸盐，加热浓缩、 过滤分 离、干燥，得到碳酸锂产品。
实施例2
将废旧锂离子电池放电后进行拆解，取电池正极集流体，对电池正极集流体加入过量的氢氧化钾进行碱浸，正极集流体中的铝金属溶解，对碱浸溶液压滤得到正极粉末，将正极粉末用硫酸和过氧化氢进行浸出，调整PH值为2-3，过滤，得到滤液，将滤液中Fe2+的通过氧化剂氧化为Fe3+，再加入碳酸钙或氧化镁将溶液pH值调整为5. 0，使得铁沉淀，过滤后，将滤液的PH值调到9，过滤除去杂质和沉淀，得到含锂离子的回收液；将含有锂离子的回收液调节至PH为6，用强酸性离子交换树脂AMb. 35吸附回收液中的锂离子，利用O. 5mol/l的盐酸进行酸反洗，使锂离子同树脂进行分离，得到含锂溶液，在含锂溶液中加入碳酸盐，加热浓缩、过滤分离、干燥，得到碳酸锂产品。
实施例3
将废旧锂离子电池放电后进行拆解，取电池正极集流体，对电池正极集流体加入过量的氢氧化钾进行碱浸，正极集流体中的铝金属溶解，对碱浸溶液压滤得到正极粉末，将正极粉末用硫酸和过氧化氢进行浸出，调整PH值为2-3，过滤，得到滤液，将滤液中Fe2+的通过氧化剂氧化为Fe3+，再加入碳酸钙或氧化镁将溶液pH值调整为3. 5-6. O,使得铁沉淀， 过滤后，将滤液的PH值调到大于或等于8，过滤除去杂质和沉淀，得到含锂离子的回收液； 将含有锂离子的回收液调节至PH为5. 5，用离子交换树脂Amb.1RC748吸附回收液中的锂离子，利用lmol/1的盐酸进行酸反洗，使锂离子同树脂进行分离，得到含锂溶液，在含锂溶液中加入碳酸盐，加热浓缩、过滤分离、干燥，得到碳酸锂产品。
实施例4
将废旧锂离子电池放电后进行拆解，取电池正极集流体，对电池正极集流体加入过量的氢氧化钾进行碱浸，正极集流体中的铝金属溶解，对碱浸溶液压滤得到正极粉末，将正极粉末用硫酸和过氧化氢进行浸出，调整PH值为2. 5，过滤，得到滤液，将滤液中Fe2+的通过氧化剂氧化为Fe3+，再加入碳酸钙或氧化镁将溶液pH值调整为6. O,使得铁沉淀，过滤后，将滤液的PH值调到8. 5，过滤除去杂质和沉淀，得到含锂离子的回收液；将含有锂离子的回收液调节至PH为5，用离子交换树脂D751树脂吸附回收液中的锂离子，利用lmol/1的硫酸进行酸反洗，使锂离子同树脂进行分离，得到含锂溶液，在含锂溶液中加入碳酸盐，加热浓缩、过滤分离、干燥，得到碳酸锂产品。
对上述实施例中的树脂在进行吸附前进行如下处理用1-1. 5mol/l的HCl溶液浸泡树脂，浸泡10-30小时后，分离酸和树脂，再用去离子水洗去残余的酸；再用1-1. 5mol/l 的NaOH溶液浸泡树脂，浸泡10-30小时后，分离碱和树脂，再用去离子水洗去残余的酸。还可以对解吸附后的树脂分别利用上述步骤进行处理，处理后的树脂可以重复使用。
本发明利用离子交换树脂方法对废旧锂离子电池中的锂离子进行吸附分离回收， 回收方法简单、高效、纯度高，而且没有污染；解吸附后的树脂还可以重复利用，成本低，适用于工业化推广使用。
综上所述 ，尽管本发明通过具体实施方式
对本发明进行了详细描述，但本领域一般技术人员应该明白的是，上述实施例仅仅是对本发明的优选实施例的描述，而非对本发明保护范围的限制，本领域一般技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种从废旧锂离子电池中分离回收锂的方法，其特征在于包括如下步骤 (1)将废旧锂离子电池放电后进行拆解，取电池正极集流体； (2)对电池正极集流体破碎后进行碱浸，正极集流体中的铝金属溶解，对碱浸溶液压滤得到正极粉末； (3)将正极粉末用硫酸和过氧化氢进行浸出，调整pH值为2-3，过滤，得到滤液； (4)将滤液中的Fe2+氧化为Fe3+，再加入碳酸钙或氧化镁将溶液pH值调整为3.5-6. O，使得铁沉淀，过滤后，将滤液的PH值调到大于或等于8，过滤除去杂质和沉淀，得到含锂离子的回收液； (5)用离子交换树脂吸附回收液中的锂离子； (6)酸反洗，使锂离子同树脂进行分离，得到含锂溶液； (7 )在含锂溶液中加入碳酸盐，加热浓缩、过滤分离、干燥，得到碳酸锂产品。
2.如权利要求1所述的从废旧锂离子电池中分离回收锂的方法，其特征在于所述步骤(2)中的溶解铝盐可用作电池粘结剂。
3.如权利要求1所述的从废旧锂离子电池中分离回收锂的方法，其特征在于所述步骤(4)中的pH值为8-9。
4.如权利要求1所述的从废旧锂离子电池中分离回收锂的方法，其特征在于所述步骤(5)中树脂为强酸性离子交换树脂或螯合树脂。
5.如权利要求4所述的从废旧锂离子电池中分离回收锂的方法，其特征在于 所述强酸性离子交换树脂为聚苯乙烯磺酸型离子交换树脂，所述螯合树脂为亚胺基二乙酸型螯合树脂。
6.如权利要求1所述的从废旧锂离子电池中分离回收锂的方法，其特征在于在所述步骤(5)中对树脂进行预处理，所述预处理包括如下步骤 (i )用酸对树脂进行浸泡，再分离酸和树脂； (ii)然后用碱对树脂进行浸泡，再分离碱和树脂。
7.如权利要求6所述的从废旧锂离子电池中分离回收锂的方法，其特征在于所述步骤(i )为用1-1. 5mol/l的HCl溶液浸泡树脂,浸泡10-30小时后,分离酸和树脂,再用去离子水洗去残余的酸，所述步骤(ii)为用1-1. 5mol/l的NaOH溶液浸泡树脂，浸泡10-30小时后，分离碱和树脂，再用去离子水洗去残余的酸。
8.如权利要求1所述的从废旧锂离子电池中分离回收锂的方法，其特征在于在所述步骤(5)中将所述回收液PH值调到4-7，再用树脂进行吸附。
9.如权利要求1所述的从废旧锂离子电池中分离回收锂的方法，其特征在于所述步骤(6)的酸反洗方法是将吸附有锂离子的树脂利用0. 5-1. 5mol/l的盐酸或硫酸进行反洗。
全文摘要
本发明公开了一种从废旧锂离子电池中分离回收锂的方法，将废旧锂离子电池放电后进行拆分，去掉电池外壳；对电池芯进行粉碎；将粉碎后的电池芯用无机酸和氧化剂进行浸出，过滤，得到滤液；将滤液的pH值调到大于或等于8，过滤除去杂质和沉淀，得到含锂离子的回收液；用树脂吸附回收液中的锂离子；对树脂进行解吸附，得到分离回收的锂盐。本发明的回收方法简单、高效、纯度高，而且没有污染。
文档编号H01M10/54GK103035977SQ20131000197
公开日2013年4月10日 申请日期2013年1月5日 优先权日2013年1月5日
发明者张永祥, 万艳鹏, 刘宏伟 申请人:深圳市泰力废旧电池回收技术有限公司