一种从报废锂电池回收利用锂的工艺方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及国家稀缺资源循环再生利用领域，具体是一种从报废锂电池回收利用锂的工艺方法。
【背景技术】
[0002]锂电池从1990年诞生，在短短二十多年的时间里，实现了对铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池等二次电池的逐步取代，广泛应用于移动通信、数码、便携式充电电源、电动工具及玩具、电子烟及点多汽车领域。目前，全球每年约产出50亿只锂电池，大多数锂电池在充放电循环1000次左右将报废，若不运用合理的技术对报废锂电池进行规范处理将严重危害人类居住的环境。
[0003]目前对报废的锂电池的回收集中在回收其中的镍、钴、铜、锰、铝有价金属，其回收过程的通用方法是将报废锂电池放电，机械拆解剥离，采用碱或酸浸出金属离子，再采用P204和P507萃取分离镍、钴、铜、锰、铝金属进行回收。在其分离镍、钴、铜、锰、铝后的废液PH值通常在8-10，含有l-5g/l的锂，锂回收难度大，基本上通过污水处理厂处理后直接排放。
[0004]报废锂电池锂回收技术发展很滞后，申请号为201010605151.1，授权公告号为CN102002595 B的中国专利公开了采用酮类化合物、磷酸三丁酯和磺化煤油为萃取有机相，多级逆流萃取含量为2-6g/l的含锂废液回收锂的技术，其萃取相溶液量大，萃取剂损失量大，同时整个萃取体系处于有机系统内，排放废液环保处理成本高，因此该发明技术应用推广难度大，实用性不足。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种从报废锂电池回收利用锂的工艺方法，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种从报废锂电池回收利用锂的工艺方法，包括以下步骤:
(O原料来源:报废锂电池经放电、机械拆解剥离、采用碱或酸浸出金属离子、采用P204和P507萃取分离镍、钴、铜、锰、铝金属后的含锂余液，所述含锂余液pH值为8-10，含有1.5-5g/l的锂；
(2)向步骤(I)所述的含锂余液中加入络合阴离子富集含锂余液的锂，使得含锂余液中的锂与络合阴离子形成絮状络合沉淀；
(3)向步骤(2)中得到的絮状络合沉淀中加入微量絮凝剂，然后采用带式过滤机过滤分离，得絮状沉淀物，步骤(I)中所述的含锂余液中的锂90%以上留在经过带式过滤机分离后的絮状沉淀物中；
(4)向步骤(3)中经带式过滤分离后得到的絮状沉淀物中加水浆化，同时加入络合阴离子脱除剂，控制反应温度在100-120°C，反应pH值8-10，反应时间1_4小时，使得絮状沉淀物中的阴离子与脱除剂中的钙离子形成稳定的沉淀物，而絮状沉淀物中的锂以锂离子形态存在于溶液中；
(5)将步骤(4)中得到的稳定的沉淀物通过离心机分离，将要回收的锂留于分离后的溶液中，其锂浓度将富集到30-50g/l ;
(6)将步骤(5)中得到的含锂30-50g/l的溶液加碱调整pH值到10-12；
(7)将步骤(6)调整pH值后的溶液过滤，得含锂净化溶液，含锂30-50g/l;
(8)将步骤(7)得到的含锂净化液通入树脂床进行深度进化，得含锂深度净化液，含锂30-50g/l ；
(9)向步骤(8)得到的含锂深度净化液中加入CO32，后离心过滤，使得净化液中的锂转化为碳酸锂沉淀被分离出来，经过三次洗涤得到湿碳酸锂；
(10)通过将步骤(9)得到的湿碳酸锂经过干燥得到粉末状碳酸锂得以实现锂的再生利用；或通过将步骤(9)得到的所述湿碳酸锂经过盐酸酸化，后浓缩结晶分离、干燥得到粉末状的氯化锂得以实现锂的再生利用。
[0007]作为本发明进一步的方案:步骤(2)中所述络合阴离子为F、PO43、CO32中的一种或多种混合。
[0008]作为本发明再进一步的方案:步骤(3)中所述絮凝剂为硫酸铝、硫酸铝钾、硫酸铁、氯化铝、氯化铁中的一种或多种混合。
[0009]作为本发明再进一步的方案:步骤(4)中所述脱除剂为甲酸钙、乙酸钙、氧化钙、氯化钙、硝酸钙中的一种或多种混合。
[0010]作为本发明再进一步的方案:步骤(6)中所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种或多种混合。
[0011]作为本发明再进一步的方案:步骤(8)中所述树脂为大孔径的阴离子阳离子混合树脂或螯合树脂中的一种。
[0012]作为本发明再进一步的方案:步骤(9)中所述CO32的引入为通过加入二氧化碳、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸钾中的一种或多种方式来实现。
[0013]与现有技术相比，本发明的有益效果是:以报废锂电池回收镍、钴、铜、锰、铝后的含锂余液为原料，原料来源广阔；工艺过程简单、回收率高、成本可控，易于产业化推广应用；回收报废锂电池的锂资源，节约了国家宝贵的稀有资源，发展了循环经济。
【附图说明】
[0014]图1为从报废锂电池回收利用锂的工艺方法的流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0016]请参阅图1，本发明实施例中，一种从报废锂电池回收利用锂的工艺方法，具体步骤包括如下内容:(I)报废锂电池经过回收镍、钴、铜、锰、铝后的含锂余液PH为8-10，含锂1.5-5g/l ; (2)加入络合阴离子络合富集锂，含锂余液中锂转化为絮状沉淀；(3)加入絮凝剂，采用带式过滤分离，得含锂絮状沉淀；(4)加入脱除剂以脱除络合阴离子，在100-120°C，pH为8-10条件下反应l-4h后，离心分离；(5)络合阴离子与脱除剂中的钙结合形成沉淀被离心分离，离心分离滤液中含锂30-50g/l，锂得以富集；(6)向滤液中加碱调PH为10-12，过滤得净化液，含锂30-50g/l ; (7)将净化液通过阴离子阳离子混合树脂床或螯合树脂床，得深度净化液，含锂30-50g/l ;(8)向深度净化液中引入CO32,深度净化液中的锂转化为碳酸锂沉淀，经洗涤分离得湿碳酸锂；(9)湿碳酸锂经干燥可得粉末状碳酸锂；或所述湿碳酸锂经过盐酸酸化转型，浓缩结晶干燥可得粉末状氯化锂，转入市场销售。
[0017]实施例一
报废锂电池经过回收镍、钴、铜、锰、铝处理后的含锂余液pH=8.8，含锂2g/l ;向含量余液中加入适量NaF;再加入少量氯化铝；带式过滤，滤饼为含锂絮状沉淀LiF;在含锂絮状沉淀中加入一定比例的氧化钙和氯化钙混合脱除剂，加入适量水，在110°C，pH=9.2的条件下反应3小时，氟以氟化钙形式被脱除，锂转化为锂离子，浓度为含锂35g/l，锂的转化率达到92.5% ;加氢氧化钠调pH值到12，过滤；滤液经大孔径阴离子阳离子树脂混合床深度净化后，深度净化液中锂浓度为34.6g/l ;通入二氧化碳，锂转化为碳酸锂沉淀，用纯水洗涤三次，离心分离，得湿碳酸锂沉淀；烘干湿碳酸锂，得粉末状碳酸锂成品，碳酸锂主含量为92.6%,检测达工业级一级品要求。
[0018]实施例二
报废锂电池经过回收镍、钴、铜、锰、铝处理后的含