本发明属于电池材料回收，特别涉及废旧正极材料中的金属元素的回收领域。
背景技术：
1、碱金属离子电池主要包括钠离子电池、锂离子电池等。锂离子电池由于其优越的电化学性能，被广泛应用于各电子领域。锂离子电池用量增加的同时，其报废量也逐年增加。锂离子电池主要由正极、负极、有机电解液和隔膜组成，由于废旧锂离子电池中有着大量的有价金属(如镍、钴、锰、锂等)，且废旧电池中还含有对环境有危害的含氟电解液，所以如何回收处理废旧锂离子电池是目前研究的热点。对废锂电池正极材料进行高效绿色回收，既可节约成本，避免资源浪费，又能减轻环境污染问题。
技术实现思路
1、针对传统工艺的不足，本发明第一目的在于，提供一种废旧正极材料中的金属元素的回收方法，旨在高效回收废旧正极材料中的金属元素。
2、一种废旧正极材料中的金属元素的回收方法，将废旧正极材料和锌进行焙烧得焙烧料，将焙烧料和水接触进行第一段浸出处理，随后固液分离得到富集有m金属离子的水浸液和富集有n金属的一段浸出渣；其中，焙烧的温度在400℃以上；所述的m和n为废旧正极材料中的金属元素，其中，所述的m为碱金属元素，所述的n为过渡金属元素；
3、将一段浸出渣、式1、水混合进行第二段浸出，随后固液分离，获得富集有n金属离子(过渡金属元素)的二段浸出液；
4、
5、本发明创新地发现，预先将废旧正极材料和锌进行焙烧转型处理，再进行第一段浸出以及式1助剂辅助下的第二段浸出，如此能够意外地实现协同，能够实现废旧正极材料中的m-n的高选择性、高效回收。
6、本发明中，所述的废旧正极材料可以是任意碱金属电池剥离得到的正极材料，例如，所述的废旧正极材料为从废旧的m金属离子电池的正极片中剥离的正极材料。本发明中，所述的废旧正极材料可基于常规的手段从废旧电池中分离得到，例如，可基于常规的短路、拆分、破碎、筛分、剥离等手段分离得到废旧正极材料。本发明中，所述的废旧正极材料中，包含正极活性材料，还允许含有导电剂、粘结剂、电解液、集流体中的至少一种。所述的废旧正极材料中，废旧的活性材料的重量含量没有特别要求，考虑到工艺的经济价值，其含量优选在50wt％以上，进一步可以为70～95wt％。
7、本发明中，所述的废旧正极材料中的正极活性物质为n金属的氧化性m盐。例如，所述的m可以是常见的li和/或na，优选为li。所述的n可以是为ni、co、mn、fe中的至少一种。
8、作为一个具体的实施方式，正极活性物质包括钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴二元材料(镍钴二元金属氧化性锂盐)、镍钴锰三元材料(镍钴锰三元金属氧化性锂盐)中的至少一种。所述的二元、三元材料中的过渡金属元素的摩尔比可以是任意的。
9、本发明中，创新地将废旧正极采用用zn辅助焙烧转型，如此利于金属m的第一段浸出，不仅如此，还有助于调控n的物化性质，利于和后续的式1协同，利于金属n的高效、高选择性浸出。
10、本发明中，废旧正极材料和锌的重量比可根据需要调整，考虑到转型转化效果以及成本，优选为0.5～10：1，进一步优选为1～3:1。
11、本发明中，焙烧阶段在保护性气氛下进行，例如在氮气、惰性气体中的至少一种。
12、本发明中，在废旧正极材料和锌的焙烧转型工艺下，进一步配合焙烧的温度的联合，有助于进一步改善物化改性效果，利于进一步和后续的式1协同，改善金属n的浸出。
13、本发明中，焙烧阶段的温度为400～800℃，优选为450～650℃，进一步优选为500～600℃；
14、优选地，焙烧的时间为1～3h，进一步优选为1.5～2.5h。
15、本发明中，将焙烧料和水混合，进行第一段浸出处理，本发明中，第一段浸出处理的液固比、温度等均可以根据浸出需要、效率、成本等进行调整。
16、例如，第一段浸出阶段的液固比为10～30ml/g。所述的液固比为水和焙烧料的体积重量比。
17、第一段浸出阶段的温度为30～60℃，进一步优选为40～50℃。
18、本发明一个优选的实施方案，第一段浸出阶段在超声辅助下进行。超声的功率为300～600w。本发明中，优选的超声处理下，除了能够和所述的锌辅助焙烧协同联合改善金属m的浸出外，还利于和对渣剂型物化改性，有助于进一步和后续的式1协同，改善金属n的浸出效果。
19、本发明中，第二段浸出的起始溶液中，式1的浓度为1～8m，进一步优选为3～6m；
20、本发明中，第二段浸出阶段的液固比为20～100ml/g，考虑到成本和效率，进一步优选为30～60ml/g。第二段浸出阶段的液固比为水和第一段浸出渣的体积重量比。
21、本发明中，第二段浸出阶段的温度为40～95℃，考虑到处理效率和成本，可进一步为45～60℃。
22、本发明中，第二段浸出的时间为0.5～5h，优选为1～3h。
23、有益效果
24、本发明创新地预先将废旧正极材料和锌进行焙烧物化处理，并进一步配合第一段浸出以及式1辅助下的第二段浸出处理，能够实现协同，能够实现金属m和n的选择性分离和高效回收。本发明工艺中的金属元素的浸出率可接近100％。
1.一种废旧正极材料中的金属元素的回收方法，其特征在于，将废旧正极材料和锌进行焙烧得焙烧料，将焙烧料和水接触进行第一段浸出处理，随后固液分离得到富集有m金属离子的水浸液和富集有n金属的一段浸出渣；其中，焙烧的温度在400℃以上；所述的m和n为废旧正极材料中的金属元素，其中，所述的m为碱金属元素，所述的n为过渡金属元素；
2.如权利要求1所述的废旧正极材料中的金属元素的回收方法，其特征在于，所述的废旧正极材料为从废旧的m金属离子电池的正极片中剥离的正极材料；
3.如权利要求2所述的废旧正极材料中的金属元素的回收方法，其特征在于，正极活性物质包括钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴二元材料、镍钴锰三元材料中的至少一种。
4.如权利要求1～3任一项所述的废旧正极材料中的金属元素的回收方法，其特征在于，废旧正极材料和锌的重量比为0.5～10：1。
5.如权利要求1所述的废旧正极材料中的金属元素的回收方法，其特征在于，焙烧阶段在保护性气氛下进行；
6.如权利要求1所述的废旧正极材料中的金属元素的回收方法，其特征在于，第一段浸出阶段的液固比为10～30ml/g；
7.如权利要求1所述的废旧正极材料中的金属元素的回收方法，其特征在于，第二段浸出的起始溶液中，式1的浓度为1～8m。
8.如权利要求1所述的废旧正极材料中的金属元素的回收方法，其特征在于，第二段浸出阶段的液固比为20～100ml/g。
9.如权利要求1所述的废旧正极材料中的金属元素的回收方法，其特征在于，第二段浸出阶段的温度为40～95℃。
10.如权利要求1所述的废旧正极材料中的金属元素的回收方法，其特征在于，第二段浸出的时间为0.5～5h。