技术摘要:
一种废旧锰酸锂电池中锰锂短程分离及功能吸附材料制备的方法,包括以下步骤;在室温下,将废旧锂电池置于放电溶液中浸泡,使其充分放电后,取出置于干燥箱中干燥,待用;将正极材料置于浸泡溶液中,用超声清洗仪超声,取出在干燥箱中烘干,剥离后得到黑色粉末,将得到 全部
背景技术:
目前,锂离子电池以使用温度范围广、工作电压高、能量密度大、 自放率低、无记 忆效应湿搁置寿命长等诸多优点,在电池市场中占比 逐渐上升。相应其废弃量也日益增 加,锂离子电池中含有锂、钴、铜 等高经济价值金属,对其回收对于缓解社会资源压力及减 轻环境潜在 风险具有重要意义。 尽管全世界对于锂离子电池的回收利用进行大量研究,但因废锂 离子电池其复 杂的结构导致回收技术仍处于实验室水平,目前,废旧 锂离子电池中有价金属的回收方法 主要包括火法冶金、生物冶金、湿 法冶金等。火法冶金效果好、产量高,但高温工艺会增加 投资设备并 导致金属回收工程中二次污染加剧。生物冶金其效率较低,限制其发 展。在湿 法冶金中,典型浸出剂分为有机酸及无机酸,目前研究现状 为无论是有机酸还是无机酸, 对于废旧锂离子电池中有价金属的浸出 效果都较好。有机酸价格较高及对有价金属分离 较困难,对其发展有 局限。无机酸(H2SO4、HNO3、HCL)为强酸,对设备腐蚀较强,在 浸出过程 中产生SO2、NOX等有毒气体造成二次污染。针对上述,我 们在有价金属浸出过程中选用(柠 檬酸、酒石酸、磷酸、硝酸、硫酸) 为浸出剂,对有价金属浸出进行研究,并在短程分离过程 中制备功能 吸附材料。
技术实现要素:
为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种废旧 锰酸锂电池中 锰锂短程分离及功能吸附材料制备的方法,通过在锂离 子电池有价金属的短程分离回收 过程中制备功能吸附材料,该吸附材 料在不同的酸体系下对于各种金属离子进行吸附,具 有浸出率高,吸 附效果好得特点。 为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是: 一种废旧锰酸锂电池中锰锂短程分离及功能吸附材料制备的方 法,包括以下步 骤; (1)在室温下,将废旧锂电池置于放电溶液中浸泡,使其充分 放电后,取出置于干 燥箱中干燥,待用; (2)将正极材料置于浸泡溶液中,用超声清洗仪超声,取出在 干燥箱中烘干,剥离 后得到黑色粉末。 采用超声波辅助剥离法、稀酸浸泡-超声震荡耦合法进行剥离, 将剥离后所获得 铝箔进行洗涤、干燥,和进行抽滤、烘干后的黑色粉 末为锂离子电池粉末; (3)将步骤(2)中得到的黑色粉末(正极材料粉末)以双氧水 和硫酸亚铁为还原 3 CN 111593201 A 说 明 书 2/4 页 剂,无机酸为浸出剂;调控固液比、温度、酸浓度 及反应时间条件,进行浸出; (4)将步骤(3)中得到的固体及液体调控比例,置于反应釜中, 在烘箱中进行水热 处理,过滤得到固体; (5)对步骤(4)水热处理后的固体进行过滤,烘干;对固体继 续置于马弗炉中处理 固体,将固体进行研磨,得到吸附材料; (6)将步骤(5)中得到的固体在锂溶液体系中进行静态吸附, 对吸附材料的吸附 率进行测定。 所述步骤(1)中放电溶液为3mol/L的Na2SO4溶液,浸泡时间 为24h。 所述步骤(2)中超声清洗仪功率为100W、超声时间5min,浸 泡溶液为浓度为 0.10mol/L的草酸溶液。 所述步骤(3)中在固液比10mL/g—50mL/g、酸浓度为 0.2mol/L—1.0mol/L、温度 50℃—90℃、反应时间30min—80min、 还原剂浓度1%—5%。 所述的步骤(3)中无机酸为柠檬酸、酒石酸、磷酸、硝酸和硫酸 中的一种。 所述步骤(4)水热处理温度在于120℃—160℃,反应时间6h— 24h。 所述步骤(5)马弗炉煅烧温度650℃—750℃,反应时间6h— 24h。 所述步骤(6)中锂溶液体系主要为硫酸锂、氢氧化锂、磷酸锂 溶液。 本发明的有益效果: 本发明从废旧锂离子电池的(酒石酸、磷酸、硝酸、硫酸)体系 下浸出反应和浸出 材料性能再制备,对废旧锂离子电池的金属进行高 效绿色环保的资源化回收,及开发回收 后材料性能的再利用,优化浸 出反应的实验条件后锂离子的浸出率达到90%以上,最高可 达98% 的浸出率,所制备的功能性吸附材料对锂离子的吸附能力较好,最大 可达到1g吸 附材料的能吸附0.45g锂。解决废旧锂离子电池中有价 金属回收效率低、二次污染,有价金 属在浸出液中难以分离等问题。 附图说明 图1为本发明工艺流程图。 图2吸附材料的SEM表征图。