專利名稱：一種從廢鈷酸鋰中回收鈷鋰并制備鈷酸鋰的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及資源循環(huán)利用以及冶金、材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種從廢鈷酸鋰中 回收鈷鋰并制備鈷酸鋰的方法。
背景技術(shù)：
目前從廢舊鈷酸鋰電池中回收有價(jià)金屬的，基本上都是通過浸出、除雜和分離分 別回收其中的鈷和鋰。如專利號(hào)為CN03113915、名稱為“從廢鋰離子電池中回收金屬的方 法”的專利文獻(xiàn)中，提出了一種采用物理和化學(xué)方法，通過浸出除雜后電解回收金屬銅和 鈷，通過碳酸鹽沉淀回收鋰。專利號(hào)為CN101280357、名稱為“一種環(huán)保的廢舊鋰電池回收中 的酸浸萃取工藝”的專利文獻(xiàn)中，提出了一種采用化學(xué)方法處理廢舊鋰電池，通過浸出除雜 后加草酸沉淀得到草酸鈷回收鈷，通過碳酸鹽沉淀回收鋰。專利號(hào)為CN1688065、名稱為“從 廢舊鋰離子電池中分離回收鈷的方法”的專利文獻(xiàn)，提出了一種采用物理和化學(xué)方法，通過 浸出除雜后加氫氧化鈉沉淀得到氫氧花亞鈷回收鈷，通過碳酸鹽沉淀回收鋰。而分別回收 鈷和鋰導(dǎo)致回收成本高、能耗大，但目前還無有效的能同時(shí)對(duì)鈷和鋰同時(shí)進(jìn)行回收的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種從廢鈷酸鋰中同時(shí)回收鈷鋰并制備鈷酸鋰的方法，實(shí) 現(xiàn)從廢鈷酸鋰回收鈷鋰技術(shù)的推廣與大規(guī)模生產(chǎn)，工藝簡(jiǎn)單，能牦少。本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述一種從廢鈷酸鋰中回收鈷鋰并制備鈷酸鋰的方法， 其特征在于包括以下步驟(1)用酸和還原劑將廢鈷酸鋰中的鈷鋰浸出，得到浸出液，所述廢鈷酸鋰為電池材 料廠報(bào)廢的鈷酸鋰、電池廠的報(bào)廢鈷酸鋰漿料或邊角料、初步除鋁后的鈷酸鋰正極片或正 極粉；(2)用化學(xué)法除去浸出液中的銅、鐵、鋁、鈣和鎂；(3)用碳酸鹽沉淀除雜后溶液中的鈷鋰得碳酸鈷鋰；(4)干燥碳酸鈷鋰，并根據(jù)鈷鋰比，配入相應(yīng)的鈷鹽和/或鋰鹽；(5)煅燒，得到鈷酸鋰產(chǎn)品。所述步驟(1)中，所述酸為硫酸、硝酸或鹽酸中的一種或幾種混合酸，所述還原劑 為雙氧水、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉、鐵粉中的一種或幾種混合物。所述步驟O)中，用鐵粉、硫化鈉中的一種或兩種除去浸出液中大部分的銅；用碳 酸鈉、氫氧化鈉、碳酸鈣、碳酸銨中的一種或兩種調(diào)節(jié)浸出液的PH到4.0 5.0，除去溶液中 的大部分鐵、鋁雜質(zhì)；用氟化鈉、氟化銨、氟化氫銨、氟化鉀中的一種或幾種混合物除去溶液 中的大部分鈣、鎂。在該步驟中，用化學(xué)法除去浸出液中雜質(zhì)后，溶液中鋰含量為4 Mg/ L、鈷含量為50 120g/L、鐵含量為0 8mg/L、鋁含量為0 5mg/L、銅含量為0 8mg/L、 鈣含量為0 10mg/L、鎂含量為0 10mg/L。所述步驟(3)中，用碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸氨、碳酸氫氨、氨水中的一種或幾種作為沉淀劑，在終點(diǎn)pH值為9. 0 11. 0條件下沉淀溶液中的鋰、鈷，再經(jīng)過過濾及0 5次 的洗滌得碳酸鈷鋰。在該步驟中，可將沉淀過濾后的濾液返回步驟(1)重新進(jìn)行回收或者 和其他廢鈷酸鋰一起浸出回收。所述步驟中，將碳酸鈷鋰產(chǎn)品置于干燥器中，50°C -200°C條件下干燥，得水份 含量為0. 2% 2. 0%的碳酸鈷鋰。所述步驟(4)中，根據(jù)干燥后的碳酸鈷鋰中的鈷鋰含量，配入氫氧化鋰、碳酸鋰、 氫氧化鈷、碳酸鈷、草酸鈷中的一種或幾種混合均勻，使鋰與鈷的摩爾比為1.0 1. 15，混 合均勻。所述步驟(5)中，在空氣氛下，將步驟的產(chǎn)物在850°C 1050°C溫度下煅燒 4 12h得鈷酸鋰產(chǎn)品。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于從廢鈷酸鋰中同時(shí)回收鈷鋰，工藝簡(jiǎn)單、能耗低、輔料消耗少； 本發(fā)明制備的鈷酸鋰D5tl為9. 15 μ m左右，比表面積為0. 3cm2/g左右，振實(shí)密度大于2. 7g/ cm3，極片壓實(shí)密度大于3. 9g/cm3，初始放電容量大于144mAh/g，50周循環(huán)容量衰減率小于 1%，與市場(chǎng)上同類產(chǎn)品相關(guān)性能相當(dāng)；廢鈷酸鋰中鈷、鋰回收率分別為99%和96%以上。


圖1為本發(fā)明的鈷鋰回收工藝圖；圖2為實(shí)施例1中的鈷酸鋰產(chǎn)品的SEM圖；圖3為實(shí)施例1中的鈷酸鋰產(chǎn)品的充放電曲線圖；圖4為實(shí)施例1中的鈷酸鋰產(chǎn)品的循環(huán)性能曲線圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的鈷鋰回收工藝如圖1所示，先用酸和還原劑將廢鈷酸鋰中的鈷鋰浸出， 得到浸出液，再分別用化學(xué)法除去浸出液中的銅、鐵、鋁、鈣和鎂；然后用碳酸鹽沉淀除雜后 溶液中的鈷鋰得碳酸鈷鋰；對(duì)碳酸鈷鋰過濾、洗滌、干燥，并根據(jù)鈷鋰比，配入相應(yīng)的鈷鹽和 /或鋰鹽，煅燒，得到鈷酸鋰產(chǎn)品。下面將通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1 取2kg廢鈷酸鋰，加水IOL水，加98%的硫酸1. 7L，緩慢加入30%雙氧水1. 2L，保 持溫度為65°C左右，持續(xù)攪拌，反應(yīng)1.證，過濾，得濾液12L左右。測(cè)得溶液中銅為10mg/L， 加入鐵粉1. Sg,持續(xù)攪拌，反應(yīng)半小時(shí)，過濾，得濾液12L左右。加碳酸鈉將除銅后溶液pH 值調(diào)至5. O除鐵、鋁，反應(yīng)過程中持續(xù)攪拌并保持體系溫度為70°C，pH值達(dá)到5. O后過濾。 測(cè)除鐵、鋁后溶液中鈣鎂分別為5mg/L和65mg/L，加氟化鈉5g，反應(yīng)過程中持續(xù)攪拌并保持 體系溫度為80°C，反應(yīng)半小時(shí)后過濾，測(cè)得除雜后溶液11. 6L左右，其成份如表1 :表1.除雜后浸出液成份
元素CoLiFeAlCaMgCu
權(quán)利要求
1.一種從廢鈷酸鋰中回收鈷鋰并制備鈷酸鋰的方法，其特征在于包括以下步驟(1)用酸和還原劑將廢鈷酸鋰中的鈷鋰浸出，得到浸出液；(2)用化學(xué)法除去浸出液中的銅、鐵、鋁、鈣和鎂；(3)用碳酸鹽沉淀除雜后溶液中的鈷鋰得碳酸鈷鋰；(4)干燥碳酸鈷鋰，并根據(jù)鈷鋰比，配入相應(yīng)的鈷鹽和/或鋰鹽；(5)煅燒，得到鈷酸鋰產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從廢鈷酸鋰中回收鈷鋰并制備鈷酸鋰的方法，其特征在于 所述廢鈷酸鋰為電池材料廠報(bào)廢的鈷酸鋰、電池廠的報(bào)廢鈷酸鋰漿料或邊角料、初步除鋁 后的鈷酸鋰正極片或正極粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從廢鈷酸鋰中回收鈷鋰并制備鈷酸鋰的方法，其特征在于 所述步驟(1)中，所述酸為硫酸、硝酸或鹽酸中的一種或幾種混合酸，所述還原劑為雙氧 水、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉、鐵粉中的一種或幾種混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從廢鈷酸鋰中回收鈷鋰并制備鈷酸鋰的方法，其特征在于 所述步驟O)中，用鐵粉、硫化鈉中的一種或兩種除去浸出液中大部分的銅；用碳酸鈉、氫 氧化鈉、碳酸鈣、碳酸銨中的一種或兩種調(diào)節(jié)浸出液的PH到4. 0 5. 0，除去溶液中的大部 分鐵、鋁雜質(zhì)；用氟化鈉、氟化銨、氟化氫銨、氟化鉀中的一種或幾種混合物除去溶液中的大 部分鈣、鎂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從廢鈷酸鋰中回收鈷鋰并制備鈷酸鋰的方法，其特征在于 所述步驟O)中，用化學(xué)法除去浸出液中雜質(zhì)后，溶液中鋰含量為4 Mg/L、鈷含量為 50 120g/L、鐵含量為0 8mg/L、鋁含量為0 5mg/L、銅含量為0 8mg/L、鈣含量為0 10mg/L、鎂含量為0 10mg/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從廢鈷酸鋰中回收鈷鋰并制備鈷酸鋰的方法，其特征在于 所述步驟(3)中，用碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸氨、碳酸氫氨、氨水中的一種或幾種作為沉淀 劑，在終點(diǎn)PH值為9. 0 11. 0條件下沉淀溶液中的鋰、鈷，再經(jīng)過過濾以及0 5次的洗 滌得碳酸鈷鋰。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從廢鈷酸鋰中回收鈷鋰并制備鈷酸鋰的方法，其特征在于 所述步驟(3)中，將沉淀過濾后的濾液返回步驟(1)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從廢鈷酸鋰中回收鈷鋰并制備鈷酸鋰的方法，其特征在于 所述步驟中，將碳酸鈷鋰產(chǎn)品置于干燥器中，50°C 200°C條件下干燥，得水份含量為 0.2% 2.0%的碳酸鈷鋰。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從廢鈷酸鋰中回收鈷鋰并制備鈷酸鋰的方法，其特征在于 所述步驟中，根據(jù)干燥后的碳酸鈷鋰中的鈷鋰含量，配入氫氧化鋰、碳酸鋰、氫氧化鈷、 碳酸鈷、草酸鈷中的一種或幾種混合均勻，使鋰與鈷摩爾比為1. 0 1. 15，混合均勻。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從廢鈷酸鋰中回收鈷鋰并制備鈷酸鋰的方法，其特征在于 所述步驟(5)中，在空氣氛下，將步驟(4)的產(chǎn)物在850°C 1050°C溫度下煅燒4 Ia1得 鈷酸鋰產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從廢鈷酸鋰中回收鈷鋰并制備鈷酸鋰的方法，包括以下步驟(1)用酸和還原劑將廢鈷酸鋰中的鈷鋰浸出，得到浸出液；(2)用化學(xué)法除去浸出液中的銅、鐵、鋁、鈣和鎂；(3)用碳酸鹽沉淀除雜后溶液中的鈷鋰得到碳酸鈷鋰；(4)干燥碳酸鈷鋰，并根據(jù)鈷鋰比，配入相應(yīng)的鈷鹽和/或鋰鹽；(5)煅燒，得到鈷酸鋰產(chǎn)品。利用本發(fā)明方法所得鈷酸鋰性能優(yōu)良，鈷、鋰回收率分別以99％和96％以上，且本發(fā)明方法過程簡(jiǎn)單，成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C01G51/00GK102101701SQ201010616658
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者劉更好, 張立新, 李長(zhǎng)東, 湯婕, 蔣快良, 譚群英 申請(qǐng)人:湖南邦普循環(huán)科技有限公司