[發明專利]一種鋰離子電池回收產生的含氟含磷廢水的處理方法

有效

• 申請號: 201510724480.0
• 申請日: 2015-10-29
• 公開（公告）號: CN105400956A
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發明（設計）人: 蔣光勤;游稱斌;謝福標
• 申請（專利權）人: 贛州騰遠鈷業有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B21/00;H01M10/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及廢舊鋰離子電池回收領域，具體涉及廢舊鋰離子電池回收過程中由電解質六氟磷酸鋰水解產生的含氟、含磷廢水的處理方法。

背景技術

自1991年日本索尼公司首個發布商用鋰離子電池后，鋰離子電池革新了消費電子產品的面貌。鋰離子電池是新一代的綠色儲能電池，具有電壓高、能量密度大、循環性能好、自放電小、無記憶效應等突出優點，已經廣泛應用于移動電話、筆記本電腦、儲能等電子產品。現今，我國已成為全球最大的鋰離子電池生產和消費國。

鋰離子電池生產過程中需要大量的鈷、鎳、鋁、銅金屬原材料，而我國的鈷原料較為稀缺，需要大量從非洲等地進口，而鋰離子電池的平均壽命只有2～3年，大量鋰離子電池的報廢不僅造成資源浪費，同時廢舊鋰離子電池的隨意丟棄也給環境帶來巨大壓力，近年來，眾多企業、研究所、大專院校都開始對鋰離子電池的回收進行了大量研究。

一般鋰離子電池由正極、隔膜、負極、外殼及電解液組成，其中正極活性物質鈷酸鋰、鎳酸鋰和電解質為回收的主要對象。目前，鋰離子電池電解液主要為六氟磷酸鋰溶于有機溶劑，而六氟磷酸鋰在電池回收過程中，與酸、堿、水接觸可發生分解、水解等化學反應，產生含氟、含磷化合物，進入空氣或者溶于水體，造成空氣和水體的氟、磷污染。

專利文件CN101599563A公開了一種廢舊鋰離子電池正極活性材料的回收方法，該方法包括以下步驟：先將破碎后的電芯加入熱水中攪拌，過濾烘干后進行第一次過濾篩分，分出大部分活性材料；篩上部分通過堿浸溶解鋁箔，堿浸濾液用稀酸及碳酸氫銨溶液調節PH回收鋁；過濾烘干后進行第二次震動篩分，分出殘留的粉體材料；篩上部分置于水中進行水旋風，傾去上層塑料隔膜后，用稀硫酸和硫代硫酸鈉溶液沖洗銅片以使粘結在銅片上的碳粉和活性物質松動和脫落，經水洗后旋分，粉末浮于上層，將粉料和兩次篩分的活性粉體合并，磁選后用NaOH溶液浸泡，堿浸后的活性粉體經過濾烘干后煅燒，作為后續處理的活性粉料。該方法提供的廢舊鋰離子電池回收方法雖然可行且各元素具有較高的回收率，但是其中水溶和堿浸過程中涉及的電解質六氟磷酸鋰分解、水解產生的含F、含磷廢水卻并未提及處理方法。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述技術問題，利用廢舊鋰離子電池回收過程中用液堿浸出鋁箔過程產生的含氟、含磷NaAlO₂溶液，與本公司P507萃取工序產生的一種含Na₂CO₃、MgSO₄的廢水發生反應，生成一種白色沉淀，而氟和磷離子被白色沉淀吸附，從而解決了鋰離子電池回收工藝中電解質分解造成的氟和磷的污染問題。

本發明的技術問題主要通過下述技術方案得以解決：

一種鋰離子電池回收產生的含氟含磷廢水的處理方法，包括以下工藝步驟：

(1)將廢舊鋰離子電池進行放電處理，破碎后取出電芯，將電芯破碎至1～5mm大小的碎片備用；

(2)將破碎好的電芯碎片置于NaOH溶液中進行堿浸、過濾，獲得淡黃色含Al³⁺1～20g/LNaAlO₂、0.01～1.0g/L氟、0.01～2.0g/L磷的A溶液備用；

(3)取含1～5g/L硫酸鎂、1～20g/L碳酸鈉的P507萃余液作為B溶液備用；

(4)將A溶液和B溶液按照一定比例并流，加入含有一定底水的反應器中，控制一定條件進行反應，得到一種過濾性能極好的白色粉末，過濾后廢水指標達F＜1mg/L、P＜1mg/L，完全達到廢水排放標準；

(5)步驟(4)中一定條件包括：反應溫度為25～80℃之間；

(6)步驟(4)中一定條件包括：反應PH值為7.5～9.0之間；

(7)步驟(4)中一定比例指：A溶液和B溶液的加入量控制為NaAlO₂中Al含量/萃余液中Mg²⁺含量＝1/2～5之間，碳酸鈉n(NaCO₃)/n(Mg²⁺)＝1/1～5之間。

(8)步驟(4)中一定底水指達到攪拌槳液面的B溶液。

本發明提供的一種鋰離子電池回收產生的含氟含磷廢水的處理方法，解決了現有廢舊鋰離子電池回收工藝中含F、含P廢水難以解決的問題，并且成本低廉，操作簡單，易于實現自動化、連續化生產。

具體實施方式

下面對本發明的技術方案作進一步具體的說明，而不是限制本發明。

實施例1：