本發(fā)明屬于資源回收，具體涉及廢舊動(dòng)力電池的回收。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源汽車(chē)普及率不斷提升，“電車(chē)”已成為日常生活中隨處可見(jiàn)的時(shí)代潮流，當(dāng)產(chǎn)業(yè)逐漸走向成熟，位于產(chǎn)業(yè)鏈末端的回收環(huán)節(jié)逐漸成為市場(chǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)。當(dāng)前，廢舊動(dòng)力電池的回收利用已經(jīng)成為亟需解決的問(wèn)題。

2、廢舊動(dòng)力電池回收包含電池拆解以及電池粉濕法提取等過(guò)程。電池粉通過(guò)濕法提取流程實(shí)現(xiàn)鎳、鈷、錳、鋰的回收。

3、對(duì)于鋰的回收，主要有優(yōu)先提鋰和萃余液提鋰兩條工藝路線。優(yōu)先提鋰，采用焙燒-水浸工藝先將鋰提取出來(lái)實(shí)現(xiàn)與鎳鈷錳的分離，水浸液凈化后采用碳酸鈉沉鋰得到碳酸鋰。萃余液提鋰，采用浸出-凈化-萃取分離工藝先將鎳鈷錳提取出來(lái)，從萃余液中提鋰。采用優(yōu)先提鋰，因電池粉中含氟，高溫焙燒條件下對(duì)設(shè)備防腐要求高，設(shè)備投資大，設(shè)備使用周期受限；此外，優(yōu)先提鋰后的電池粉中仍含有約0.5%左右的鋰隨鎳鈷錳進(jìn)入到濕法提取流程難以回收，降低了經(jīng)濟(jì)效益。采用萃余液提鋰，鋰濃度隨著鎳鈷錳萃取流程被不斷稀釋，低濃度鋰只能通過(guò)濃縮方式制備碳酸鋰或者采用磷酸三鈉沉淀制備低價(jià)值的磷酸鋰，鋰回收率較低。

4、對(duì)于鎳、鈷、錳的回收通常采用溶劑萃取法。采用p204萃取分離ca、zn、mn、cu，萃取液經(jīng)反萃后進(jìn)一步采用化學(xué)除雜和萃取分離等手段制備硫酸錳，萃余液采用p507分離鈷、富集鎳和鎂等。傳統(tǒng)的溶劑萃取法需配置五條或以上的萃取線，萃取流程長(zhǎng)，且在p204萃取鈣等過(guò)程中，為減少反萃過(guò)程中硫酸鈣析出，通常采用鹽酸進(jìn)行反萃，導(dǎo)致引入cl-，對(duì)設(shè)備要求較高，并且需要處理含cl-廢水。

5、總的來(lái)說(shuō)，電池粉采用常規(guī)萃取工藝流程長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)效益低，且面臨設(shè)備保養(yǎng)難度大、廢水處理成本高等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種廢舊動(dòng)力電池的電池粉短萃取流程的回收方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下具體的技術(shù)方案。

3、一種廢舊動(dòng)力電池的電池粉短萃取流程的回收方法，包括以下步驟：

4、（1）浸出：硫酸和還原劑共同浸出電池粉，得到浸出液和浸出渣；

5、（2）除雜：浸出液除銅、鐵、鋁，得到除雜液；

6、（3）萃錳：除雜液用cyanex272（二（2，4，4-三甲基戊基）次膦酸）萃取劑萃取錳，得到萃取液1和萃余液1；

7、（4）鎳鈷共萃：萃余液1用bc196萃取劑進(jìn)行鎳鈷共萃，得到萃取液2和萃余液2；

8、（5）除鈣鎂：萃余液2經(jīng)過(guò)樹(shù)脂除鈣鎂后得到含鋰溶液；

9、（6）萃鋰：含鋰溶液通過(guò)萃取富集，得到萃取液3和萃余液3。

10、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，所述還原劑為雙氧水、硫代硫酸鈉、焦亞硫酸鈉中的一種或者兩種以上。

11、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，在浸出液中加入鐵粉、硫代硫酸鈉中的一種或兩種除銅；采用氫氧化鈉或碳酸鈉中的一種或者兩種除鐵、鋁。

12、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，萃錳的有機(jī)相中cyanex272萃取劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%~15%，稀釋劑為磺化煤油，皂化率為30%~50%。

13、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，萃錳時(shí)的相比o：a=2~11：1。

14、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，萃取液1用硫酸溶液反萃，得到硫酸錳溶液。進(jìn)一步優(yōu)選硫酸溶液的濃度為2~2.5?mol/l。

15、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，萃取液1用硫酸溶液反萃時(shí)的相比o：a=20~50：1。

16、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，鎳鈷共萃的有機(jī)相中bc196萃取劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%~25%，稀釋劑為磺化煤油，皂化率為40~50%。

17、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，鎳鈷共萃時(shí)的相比o：a=4~6:1。

18、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，萃取液2用硫酸溶液反萃，得到硫酸鎳和硫酸鈷的混合溶液。進(jìn)一步優(yōu)選硫酸溶液的濃度為2-2.5mol/l。

19、更進(jìn)一步優(yōu)選，硫酸錳溶液、硫酸鎳和硫酸鈷的混合溶液直接用于制備鎳鈷錳前驅(qū)體。

20、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，萃取液2用硫酸溶液反萃時(shí)的相比o：a=10~20：1。

21、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，除鈣鎂用的樹(shù)脂為hp4010。

22、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，萃取提鋰的萃取劑包括主萃取劑和協(xié)萃取劑；

23、優(yōu)選地，所述主萃取劑為1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑氟化物、1-乙基-3-甲基咪唑氯化物、1-丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-烯基-3-甲基吡啶鹽、四氟硼酸銨中的一種或兩種以上；

24、優(yōu)選地，所述協(xié)萃取劑為磷酸三丁酯、二辛基磷酸酯、三辛基磷酸酯、三乙基胺、三辛基胺、2-乙基己基磷酸單2-乙基己基脂、二(2-乙基己基)磷酸酯一種或兩種以上；

25、優(yōu)選地，所述主萃取劑和協(xié)萃取劑的質(zhì)量比為1:0.75-1.5；

26、優(yōu)選地，萃取提鋰的有機(jī)相中稀釋劑的質(zhì)量含量為50%-80%；

27、優(yōu)選地，所述稀釋劑為磺化煤油、正己烷、異己烷、異構(gòu)十醇、異構(gòu)十一醇、異構(gòu)十二醇的一種或兩種以上；

28、優(yōu)選地，萃取提鋰時(shí)的相比o：a=2-3:1。

29、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，萃取液3用硫酸溶液反萃，得到硫酸鋰溶液。進(jìn)一步優(yōu)選硫酸溶液的濃度為2~2.5?mol/l。

30、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，萃取液3用硫酸溶液反萃時(shí)的相比o：a=10~20：1。

31、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，硫酸鋰溶液沉鋰后的母液返回萃取提鋰過(guò)程。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案能至少實(shí)現(xiàn)以下有益效果之一：

33、在鎳、鈷、錳的萃取回收過(guò)程中，將傳統(tǒng)需要的五條或以上的萃取線減少至兩條，極大縮短了工藝流程、降低了投資成本，減少了廢水產(chǎn)出量。在鋰回收過(guò)程中，采用萃取提鋰，可將萃余中鋰降低至10ppm以內(nèi)，且反萃液中鋰濃度達(dá)20g/l以上，可直接制備碳酸鋰，解決了鋰收率低、鋰產(chǎn)品附加值低的問(wèn)題。

34、本發(fā)明提供了與現(xiàn)有技術(shù)完全不同的萃取工藝和萃取路線，拓寬了行業(yè)視野，推動(dòng)了電池回收領(lǐng)域的技術(shù)變革。

35、本發(fā)明提供的回收方法，有價(jià)金屬的回收率高，產(chǎn)品附加值高。

技術(shù)特征：

1.一種廢舊動(dòng)力電池的電池粉短萃取流程的回收方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述還原劑為雙氧水、硫代硫酸鈉、焦亞硫酸鈉中的一種或者兩種以上；

3.如權(quán)利要求1或2所述的回收方法，其特征在于，萃錳的有機(jī)相中cyanex272萃取劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%~15%，稀釋劑為磺化煤油，皂化率為30%~50%；

4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的回收方法，其特征在于，萃取液1用硫酸溶液反萃，得到硫酸錳溶液；

5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的回收方法，其特征在于，鎳鈷共萃的有機(jī)相中bc196萃取劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%~25%，稀釋劑為磺化煤油，皂化率為40~50%；

6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的回收方法，其特征在于，萃取液2用硫酸溶液反萃，得到硫酸鎳和硫酸鈷的混合溶液；

7.如權(quán)利要求4或6所述的回收方法，其特征在于，硫酸錳溶液、硫酸鎳和硫酸鈷的混合溶液用于制備鎳鈷錳前驅(qū)體。

8.如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的回收方法，其特征在于，除鈣鎂用的樹(shù)脂為hp4010。

9.如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的回收方法，其特征在于，萃取提鋰的萃取劑包括主萃取劑和協(xié)萃取劑；

10.如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的回收方法，其特征在于，萃取液3用硫酸溶液反萃，得到硫酸鋰溶液；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于資源回收技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種廢舊動(dòng)力電池的電池粉短萃取流程的回收方法，包括以下步驟：（1）浸出；（2）除雜：浸出液除銅、鐵、鋁，得到除雜液；（3）萃錳：除雜液用Cyanex272萃取劑萃取錳，得到萃取液1和萃余液1；（4）鎳鈷共萃：萃余液1用BC196萃取劑進(jìn)行鎳鈷共萃，得到萃取液2和萃余液2；（5）除鈣鎂：萃余液2經(jīng)過(guò)樹(shù)脂除鈣鎂后得到含鋰溶液；（6）萃鋰：含鋰溶液通過(guò)萃取富集，得到萃取液3和萃余液3。本發(fā)明在鎳、鈷、錳的萃取回收過(guò)程中，將傳統(tǒng)需要的五條或以上的萃取線減少至兩條，在鋰回收過(guò)程中，采用萃取提鋰，可將萃余液中鋰降低至10ppm以內(nèi)，且反萃液中鋰濃度達(dá)20g/L以上。

技術(shù)研發(fā)人員：陳亮,章青,熊磊,周曜,易曉新,胡澤星
受保護(hù)的技術(shù)使用者：金馳能源材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10