本发明涉及资源回收再利用，具体涉及一种利用电池黑粉制备电池级碳酸锂的方法。
背景技术：
1、电池黑粉主要是指废旧电池中的正极、负极活性物质以及电解液等组成部分，经过处理得到的黑色粉末状物质。主要来源于废旧锂离子电池的回收处理，经过初次破碎、分选、无氧裂解、分选等步骤后得到。
2、传统的电池黑粉制备电池级碳酸锂的方法主要通过焙烧、水浸、除杂、浓缩、碳酸锂沉淀、碳化、除杂、热解精制的工艺流程实现。该技术特征在于设备投入低，但工艺流程长，回流量大。由于碳酸锂具备一定的溶解度，碳酸锂沉淀母液、热解后碳酸锂的离心母液需要不断的循环回用至碳酸锂沉淀阶段。上述母液属于高钠低锂溶液，当钠离子浓度过高时，碳酸钠溶解度低，这将导致碳酸锂沉淀不完全，沉淀出的碳酸锂中钠含量过高等问题，严重影响收率和产品指标，因此需要增设蒸发结晶设备将钠结晶排出系统。然而，随着钠盐的蒸发，锂离子也在富集，钠盐结晶过程中会夹带少量的锂。此过程为水浸锂溶液制备碳酸锂过程中的主要损失点。
3、cn11712728a公开了一种废旧三元锂电池回收的装置和方法，其通过还原焙烧，将三元极粉料中不溶于水的锂盐，转化为在水中具有一定溶解度的锂盐；再通过研磨水浸工序将可溶锂充分浸出，通过循环反应工序将第一浆料中的氢氧化锂充分反应生成碳酸氢锂；再通过除杂过滤工序将三元极粉料中镍钴锰渣过滤，通过树脂除杂除去钙、镁、氟离子杂质，通过精密过滤器过滤后得到碳酸氢锂溶液；将饱和碳酸氢锂溶液通过热解提锂工序，热解生产出碳酸锂固体，其需要采用大量的水洗涤除钠，且其无法完全除去阴离子(如氟和磷)，洗涤时由于碳酸锂的溶解，造成回收率的下降，导致其回收率低于92％。
4、cn115417434a公开了一种碳热还原方式回收废旧锂离子电池黑粉中有价金属并制备碳酸锂产品的方法，其在除杂过程中需要加入电池级碳酸锂作为晶种进行加热分解，在制备碳酸锂的同时也在消耗电池级的碳酸锂，且其制备得到的碳酸锂产品无法达到ys/t582 2013规定的电池级(其实施例1、3低于99.5％)。
5、鉴于此，提出本申请。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种利用电池黑粉制备电池级碳酸锂的方法，本发明的方法制备得到了电池级碳酸锂，且锂的回收率高。
2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
3、一种利用电池黑粉制备电池级碳酸锂的方法，包括以下步骤：
4、(1)将电池黑粉进行焙烧，得到焙烧黑粉；
5、(2)将焙烧黑粉浸出，压滤，得到富锂溶液；
6、(3)将富锂溶液调节ph至3.9～4.1，过滤，滤液用螯合树脂进行吸附处理，得到净化后的富锂溶液；
7、(4)将净化后的富锂溶液经过双极膜电渗析处理，得到氢氧化锂溶液；
8、(5)将氢氧化锂溶液加水至锂浓度为8～9g/l，向氢氧化锂溶液中通入二氧化碳进行碳化，得到碳化液；
9、(6)将碳化液加热反应，离心，烘干，粉碎，筛分，得到电池级碳酸锂。
10、本发明先对电池黑粉进行焙烧，用浸出液进行浸出，而后调节ph至3.9～4.1，用螯合树脂进行吸附处理，能够有效的除去重金属离子，再经过双极膜电渗析处理，而后经过二氧化碳碳化和加热反应，经过后处理，得到了电池级碳酸锂，所述的电池级碳酸锂达到ys/t582 2013规定的电池级，其锂的回收率高，所制备得到的电池级碳酸锂中的p、f、na含量低。
11、作为本发明的优选实施方案，所述电池黑粉包括三元锂电池黑粉、磷酸铁锂电池黑粉中的至少一种。
12、作为本发明的优选实施方案，所述焙烧温度为500～700℃，焙烧时间为0.5～2h；
13、所述焙烧在还原剂存在下进行或所述焙烧在氮气气氛下进行；所述还原剂包括还原性碳粉、氢气、一氧化碳、硫酸钠、硫酸铵、硫酸溶液中的至少一种。
14、作为本发明的优选实施方案，所述将焙烧黑粉浸出具体为：将焙烧黑粉加入到水中，进行浸出，浸出过程中加入或不加入硫酸溶液，得到富锂溶液；
15、所述焙烧黑粉与水的固液比为1g：(3～10)ml；
16、所述硫酸溶液的摩尔浓度为0.1～10mol/l；
17、所述焙烧黑粉与硫酸溶液的固液比为(1.5～2.5)g：1。
18、作为本发明的优选实施方案，所述焙烧在还原气氛或空气气氛下进行。
19、作为本发明的优选实施方案，所述浸出温度为50～80℃，浸出时间为0.5～2h。
20、作为本发明的优选实施方案，通过采用氢氧化锂溶液将富锂溶液调节ph至3.9～4.1；
21、作为本发明的优选实施方案，所述氢氧化锂溶液的摩尔浓度为1～10mol/l。
22、其中，本申请的所用到的氢氧化锂溶液可以采用电渗析装置产出的氢氧化锂溶液。
23、作为本发明的优选实施方案，所述硫酸溶液的摩尔浓度为1～10mol/l。
24、作为本发明的优选实施方案，所述双极膜电渗析的电流密度为760～900a/m2，电压为3.2～3.8v。
25、作为本发明的优选实施方案，所述双极膜电渗析的电流密度为860a/m2，电压为3.6v。
26、作为本发明的优选实施方案，按照li与c摩尔比为3：(1.8～2.2)，向氢氧化锂溶液中通入二氧化碳进行碳化。
27、作为本发明的优选实施方案，所述加热反应的温度为90～100℃，加热反应的时间为0.5～2h。
28、作为本发明的优选实施方案，步骤(6)中离心产生的离心母液并入(4)中的净化后的富锂溶液。
29、本发明的有益效果在于：(1)本发明先对电池黑粉进行焙烧，用浸出液进行浸出，而后调节ph至3.9～4.1，用螯合树脂进行吸附处理，能够有效的除去重金属离子，再经过双极膜电渗析处理，而后经过二氧化碳碳化和加热反应，经过后处理，得到了电池级碳酸锂，所述的电池级碳酸锂达到ys/t582 2013规定的电池级，其锂的回收率高，所制备得到的电池级碳酸锂中的p、f、na含量低；(2)本发明无需使用沉淀剂沉淀碳酸锂，也不需要加入电池级碳酸锂作为晶种，无外源阳离子引入，故本流程无需设置硫酸钠的蒸发系统，从而避免了传统工艺中由硫酸钠结晶带出系统造成的锂损失，提高了锂收率；(3)本发明通过优化处理流程和创造性的调节工艺步骤，处理副产品硫酸钠的一整套系统都可以取消。精简掉了低值副产品，节省了相应的设备投资与运营管理成本，提高了提锂流程的经济效益。
1.一种利用电池黑粉制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的利用电池黑粉制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，所述焙烧温度为500～700℃，焙烧时间为0.5～2h；
3.根据权利要求1所述的利用电池黑粉制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，所述将焙烧黑粉浸出具体为：将焙烧黑粉加入到水中，进行浸出，浸出过程中加入或不加入硫酸溶液，得到富锂溶液；
4.根据权利要求1所述的利用电池黑粉制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，所述浸出温度为50～80℃，浸出时间为0.5～2h。
5.根据权利要求1所述的利用电池黑粉制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，通过采用氢氧化锂溶液或硫酸溶液将富锂溶液调节ph至3.9～4.1。
6.根据权利要求5所述的利用电池黑粉制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，所述氢氧化锂溶液的摩尔浓度为1～10mol/l；
7.根据权利要求1所述的利用电池黑粉制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，所述双极膜电渗析的电流密度为760～900a/m2，电压为3.2～3.8v。
8.根据权利要求1所述的利用电池黑粉制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，所述双极膜电渗析的电流密度为860a/m2，电压为3.6v。
9.根据权利要求1所述的利用电池黑粉制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，按照li与c摩尔比为3：(1.8～2.2)，向氢氧化锂溶液中通入二氧化碳进行碳化。
10.根据权利要求1所述的利用电池黑粉制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，所述加热反应的温度为90～100℃，加热反应的时间为0.5～2h。
