碳热还原—浸出法回收废旧锂电池中的镍、钴、锰

摘要

废旧锂离子电池正极材料含有大量的有价金属且市场拥有量大,目前的回收工艺具有流程长、酸消耗高、锂的直收率低等问题.利用价格低廉的工业焦粉与三元正极材料混合加热可以实现粘结剂和正极材料的有效分离,同时将正极材料还原回收.通过碳热还原将废旧锂离子电池正极材料中的锂转化为可溶性碳酸盐,首先利用水浸过程分离出锂,接下来采用硫酸浸出工艺对废旧锂离子电池正极材料中的镍、钴、锰三种元素进行浸出,研究了碳热还原条件和水浸条件对锂浸出的影响,最后将水浸渣进行硫酸浸出分离镍、钴、锰.结果表明,在碳热还原温度650°C、还原时间100 min、水浸温度25°C、水浸液固比(mL/g)12、搅拌速度100 r/min、水浸时间120 min时,锂的浸出率达到最大,为91.61％;在硫酸浓度2.0 mol/L、搅拌转速为200 r/min、液固比(mL/g)为9、浸出温度75°C、浸出时间90 min时,可以获得一个较优的镍、钴、锰浸出率,此条件下的镍、钴、锰浸出率分别为95.83％、96.22％、98.02％.碳热还原—水浸—硫酸浸出工艺是一种较为高效的回收三元废旧锂离子电池中有价金属的工艺.