随着科学技术的快速更新换代、人民生活水平的不断改善、环保政策的日益严格,锂离子电池在生活中的应用领域越来越广泛、使用的频率越来越高,锂离子电池的产量也越来越大。然而锂离子电池具有一定的使用年限,随着锂离子电池产量的增加,废弃的锂离子电池数量也会越来越多。废弃锂离子电池中含有大量的有价金属和有害物质,不正确的处置会对生态环境和人类健康造成严重的损害。因此,对废弃锂离子电池进行资源化循环再利用具有重要意义。近年来,在众多科研研究团队的努力研究下,废弃锂离子电池的循环再利用工作取得了巨大的进展,也收获了很多研究成果,但针对废弃锂离子电池循环再利用过程中,实现正负极材料的高效、高纯度分离方面还存在着不足。本文以企业提供的由破碎机破碎废弃锂离子电池而获得的正负极混合物料（俗称:黑粉）为研究对象,研究了正极材料和负极材料难以直接进行浮选分离的机理,揭示了有氧焙烧改性机理、优化了有氧焙烧工艺流程,并通过正交实验分析,优化了采用浮选技术实现正负极材料分离的较优实验条件。研究结果如下:1.废弃锂离子电池正负极混合材料难以直接进行浮选分离的机理。通过粉末X射线衍射仪和电感耦合等离子体发射光谱仪,确定了废弃锂离子电池正负极混合材料中的主要物相是LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂、LiCoO₂和C,其中正极材料含量为59.99%、负极材料含量为36.98%。通过X射线光电子能谱仪分析了PVDF粘接剂的特征元素,确定了F元素在电极颗粒的表面赋存官能团结构,结合F元素的分布状态,确定电极颗粒表面附着一层有机膜。通过扫描电子显微镜,确定了电极颗粒之间仍然存在着粘接剂。正是因为粘接剂的存在,导致正极材料和负极材料的表面差异性减小,这是黑粉物料中石墨材料常规浮选难以有效分离的主要原因。2.废弃锂离子电池正负极混合材料的有氧改性机理、最佳条件及工艺流程研究。对废弃锂离子电池正负极混合材料的有氧焙烧正交试验,确定了其最佳有氧焙烧条件为:焙烧温度550°C、焙烧时间30 min、升温速率10°C/min,在此最优焙烧条件下,电极材料的PVDF去除率为97.82%、碳保留率为91.06%。通过对电极材料有氧焙烧工艺流程的优化,确定了其最佳工艺流程为:先进行有氧焙烧再进行筛分分离。通过粉末X射线衍射仪、电感耦合等离子体发射光谱仪、X射线光电子能谱仪和扫描电子显微镜对经有氧焙烧后的电极材料分析,确定了电极材料在有氧焙烧过程中,其物相和晶体结构不会发生改变,而且通过高温有氧焙烧,实现了包覆在电极颗粒表面有机膜的分解和氧化。3.废弃锂离子电池正负极混合材料的浮选分离研究。通过对废弃锂离子电池正负极混合材料的浮选分离正交试验,确定了其最佳浮选分离条件为:料浆浓度8%,搅拌速度1600 r/min,药剂量50 g/t,pH值1.0,通气量0.1 m³/h,在此最优技术方案下进行浮选分离实验,得到正极材料的回收率为92.50%,精矿品位为97.79%。