专利名称：一种调控氧化还原电位提高废旧锂离子电池中金属浸出率的方法
技术领域：
本发明涉及一种提高废旧锂离子电池中金属浸出率的方法，尤其涉及一种调控 氧化还原电位提高废旧锂离子电池中金属浸出率的方法。
背景技术：
钴酸锂是目前最成熟的锂电池正极材料，作为手机，数码相机，笔记本的电池的正 极材料，在短时间内，特别是在通讯电池领域具有不可取代的优势。中国是世界上锂离子电 池的最大生产国和消耗国。废弃锂离子电池中钴和锂等有价金属含量比较高，并且锂离子 电池中含有钴酸锂、六氟磷酸锂等化学物质，会对环境造成危害。废弃锂离子电池正极材料 是一种含45-55%钴、2-4%锂的工业垃圾品，因此回收废旧锂离子电池正极材料中的贵重稀 有金属Co和Li对于减少环境污染和资源再生具有非常重要的意义，也具有相当高的回收 经济价值。目前回收锂离子电池的方法有高温煅烧，湿法酸浸，和生物浸出。生物浸出技术已 成功应用于一些低品位、难溶矿的提取中，国内近期已见采用生物淋滤溶出废弃锂离子电 池中的钴的文献报道，国外最近也报道了生物浸出法回收废弃锂离子电池中的钴和锂的实 验室研究，生物浸出技术具有耗能少，回收效率高等明显优势，但反应过程中的主要影响因 素，尤其是溶液氧化还原电位没有得到很好的控制，从而制约了废弃锂离子电池中金属浸 出的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种调控氧化还原电位提高废旧锂离子电池中金属浸 出率的方法，从而减少培养基营养物质用量，提高钴酸锂浸出效率。本发明是这样来实现的，方法步骤为
(1)将废弃锂离子电池除去外壳，取出铝箔，对电池正极材料破碎至10(Γ200目，得电 池粉末钴酸锂；
(2)浸出培养基按重量体积比为(NH4)2SO43. Og/L, KC10. 1 g/L, K2HPO4 0. 5g/L， MgSO4- 7H20 0. 5g/L, Ca(NO3)2 0. Olg/L, FeSO4. 7H20 25g/L, pH 为 2. 0 ;
(3)按10%接种量接种嗜酸氧化亚铁硫杆菌，1%的固液比加入粒度为10(Γ200目的钴 酸锂粉末并加入金属离子Cu2+或Ag+，温度控制为30°C恒温，转速为180r/min在恒温振荡 箱中振荡培养，利用氧化还原电极测定氧化还原电位，控制浸出溶液氧化还原电位在400mV 以上。本发明的技术效果是利用本发明可以减少培养基营养物质的用量，大大提高钴 酸锂的浸出效率，由9K培养基中FeSO4的用量44. 8g/L减少到25g/L，浸出3天后，钴和锂 的浸出率分别可以提高到97%和80%，为废旧锂离子电池中有价金属的回收提供了一条新 的成本低浸出效率高的技术方法，是一种非常有应用前景的处理方法。
具体实施例方式实施例1铜离子对钴酸锂浸出的影响
本发明所用的废旧锂离子电池正极材料取废旧锂离子电池，拆除金属外壳和铝箔，对 电池正极材料破碎筛分至10(Γ200目，得电池粉末。菌种嗜酸氧化亚铁硫杆菌
培养基该培养基由A液和B液混合组成
A 液:(NH4)2SO4 3. 0g，KC10. 1 g，K2HPO4 0. 5g，MgSO4 7H20 0. 5g，Ca (NO3) 2 0. Olg，蒸馏 水 500mL，121°C 灭菌 20min ；
B液FeSO4. 7H20 25g蒸馏水500mL，用微孔滤膜(直径0. 22um)过滤灭菌。取两个同样经过高温蒸汽灭菌的250mL锥形瓶，加入200mL配置好的培养基，然后 按10%接种量接种，1%的固液比加入2g钴酸锂粉末，其中一个再加入0. 005g/L的Cu2+。将 锥形瓶置于30°C的恒温振荡器中，在180r/min条件下进行振荡培养。通过ORP电极每天 测定培养基溶液中的0RP，并测定其中的钴和锂离子浓度。结果表明，在相同的浸出时间进 行氧化还原电位的测定，加铜离子溶液氧化还原电位提高IOOmV左右；加了铜离子浸出3天 后，钴和锂的浸出率分别可以达到97%和80%。实施例2银离子对钴酸锂浸出的影响
本发明所用的废旧锂离子电池正极材料取废旧锂离子电池，拆除金属外壳和铝箔，对 电池正极材料破碎筛分至10(Γ200目，得电池粉末。菌种嗜酸氧化亚铁硫杆菌
培养基该培养基由A液和B液混合组成
A 液:(NH4)2SO4 3. 0g，KC10. 1 g，K2HPO4 0. 5g，MgSO4 7H20 0. 5g，Ca (NO3) 2 0. Olg，蒸馏 水 500mL，121°C 灭菌 20min ；
B液:FeSO4. 7H20 25g，蒸馏水500mL，用微孔滤膜(直径0. 22um)过滤灭菌。取两个同样经过高温蒸汽灭菌的250mL锥形瓶，加入200mL配置好的培养基，然后 按10%接种量接种，1%的固液比加入2g钴酸锂粉末，其中一个再加入0. 005g/L的Ag+，将锥 形瓶置于30°C的恒温振荡器中，在180r/min条件下进行振荡培养。通过ORP电极每天测定 培养基溶液中的0RP，并测定其中的钴和锂离子浓度。结果表明，在相同的浸出时间进行氧 化还原电位的测定，加银离子溶液氧化还原电位提高IOOmV左右；加了银离子浸出3天后， 钴和锂的浸出率分别可以达到97%和80%。
权利要求
1. 一种调控氧化还原电位提高废旧锂离子电池中金属浸出率的方法，其特征是方法 步骤为(1)将废弃锂离子电池除去外壳，取出铝箔，对电池正极材料破碎至10(Γ200目，得电 池粉末钴酸锂；(2)浸出培养基按重量体积比为(NH4)2SO43. Og/L, KC10. 1 g/L, K2HPO4 0. 5g/L， MgSO4- 7H20 0. 5g/L, Ca(NO3)2 0. Olg/L, FeSO4. 7H20 25g/L, pH 为 2. 0 ;(3)按10%接种量接种嗜酸氧化亚铁硫杆菌，1%的固液比加入粒度为10(Γ200目的钴 酸锂粉末并加入金属离子Cu2+或Ag+，温度控制为30°C恒温，转速为180r/min在恒温振荡 箱中振荡培养，利用氧化还原电极测定氧化还原电位，控制浸出溶液氧化还原电位在400mV 以上。
全文摘要
一种调控氧化还原电位提高废旧锂离子电池中金属浸出率的方法，方法步骤为(1)将废弃锂离子电池除去外壳；(2)浸出培养基按重量体积比为:(NH4)2SO43.0g/L，KCl0.1g/L, K2HPO40.5g/L，MgSO4.7H2O0.5g/L，Ca(NO3)20.01g/L，FeSO4.7H2O25g/L，pH为2.0；(3)按10%接种量接种嗜酸氧化亚铁硫杆菌。本发明的技术效果是利用本发明可以减少培养基营养物质的用量，大大提高钴酸锂的浸出效率，由9K培养基中FeSO4的用量44.8g/L减少到25g/L，浸出3天后，钴和锂的浸出率分别可以提高到97%和80%，为废旧锂离子电池中有价金属的回收提供了一条新的成本低浸出效率高的技术方法，是一种非常有应用前景的处理方法。
文档编号C22B7/00GK102134642SQ20111005040
公开日2011年7月27日 申请日期2011年3月3日 优先权日2011年3月3日
发明者曾桂生, 李明俊, 罗胜联, 谢宇, 邓孝荣, 邹建平 申请人:南昌航空大学