废旧锂离子电池中有色金属资源化回收利用研究

摘要

锂离子电池自1991年实现商业化以来，以其具有能量密度大、重量轻、寿命长且无记忆性等诸多优点，被广泛应用于移动电话，笔记本电脑和照相机等便携式电子设备中。随着锂离子电池广泛的应用，产生了大量的废旧锂离子电池，如何实现废旧锂离子电池中有色金属资源综合循环回收，已成为社会关注的热点问题。
　　 本文针对湘潭某厂收购的废旧锂离子电池自身特点，提出采用物理擦洗.稀酸搅拌浸出的方法分离集流体与活性物质，活性物质经煅烧除碳后采用H2SO4+H2O2为浸出剂对其浸出，浸出液采用N902萃取分离铜.黄钠铁矾法除铁.碳酸氢铵沉铝-P204深度除杂-P507钴镍分离-草酸铵沉钴的工艺进行分离与提纯。
　　 采用物理擦洗-稀酸搅拌浸出的方法可以实现电极活性物质与集流体的高效分离，铝箔和铜箔可直接作为产品回收；采用高温煅烧能完全除掉活性物质中的碳。
　　 采用H2SO4+H2O2浸出煅烧后的活性物质，通过考察反应时间、温度、硫酸浓度、双氧水用量和液.固比对钴、镍、锰浸出率的影响，确定最优工艺。实验结果证明，在最优工艺条件下，钴、镍、锰的浸出率分别达到97％、98％、96％。
　　 采用N902萃取分离铜，通过单因素实验，确定了最佳的萃取与反萃工艺，铜的萃取率达到了99.5％；采用黄钠铁矾法除铁工艺，铁渣中钴含量低，铁的除去率99.9％；采用碳酸氢铵除铝，溶液中铝的脱除率接近98％，钴的损失率小于2％。
　　 采用溶剂萃取法进行了溶液的深度除杂以及钴镍的深度分离，深度除杂选择萃取剂为P204，通过对水相平衡pH值、相比、洗涤级数、反萃酸度的考察，确定了深度除杂段萃取与反萃的最佳工艺，实验结果证明在最优工艺条件下，萃取剂P204对钴镍溶液的深度净化效果好；采用P507进行钴镍分离，实验证明，钴镍的分离效果好，为制备高纯钴化合物提供了条件；最后，采用草酸铵从反萃液中沉淀钴。
　　 整个流程方法简便，最终产品草酸钴的纯度不低于99％。该工艺为工业化生产实践提供了技术方案。