[發明專利]利用電絮凝印染廢水所得含鐵固廢制備鋰離子電池負極材料的方法

有效

• 申請號: 201710261039.2
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN107134566B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 張誠;劉剛;呂耀康;何暉暉;杜惟實;李林;陳章新;汪巖
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36
• 代理公司: 33201 杭州天正專利事務所有限公司
• 代理人: 黃美娟;王兵

本發明提供了一種利用電絮凝印染廢水所得含鐵固廢制備鋰離子電池負極材料的方法，所述方法為：將印染廢水過濾后加入電解質硫酸鈉，通過金屬鐵電極在0.5～10V的電壓下進行電解，同時絮凝沉降，直至溶液顏色褪去，之后離心，收集固體沉降物，干燥并碾磨成固體粉末；將所得固體粉末與碳黑、聚偏二氟乙烯混合，然后加入N?甲基吡咯烷酮研磨均勻，得到漿料，將所得漿料涂覆在銅片上，烘干后即得鋰離子電池負極材料；本發明將固廢鐵泥制作成鋰電池負極材料方法簡單，性能良好，具有一定的市場應用前景，并且體現了廢物循環利用，節能減排，綠色環保的理念，符合社會發展的要求。

(一)技術領域

本發明涉及電絮凝印染廢水所得含鐵固廢的循環利用方法，具體涉及一種通過利用電絮凝印染廢水產生固廢含鐵污泥制備鋰電池負極材料的方法，本發明制備的鋰離子負極材料具有電容量大、循環穩定性高等優點，且本發明方法符合節能減排、綠色環保以及循環經濟的理念。

(二)背景技術

印染廢水，是指以棉、麻產品后加工、化學纖維及其混紡產品染色為主的企業在生產工序中排出的廢水。其主要含有靛藍，因為印染液中使用靛藍和硫化黑等染料，導致廢水中含有大量的懸浮物和膠體物、有機染料、漿料、殘堿以及柔軟劑和滲透劑等表面活性劑。正因為這些物質的存在，使得印染廢水具有色度高、污染物濃度高、堿性大、可生化性差等特點，儼然成為當下社會主要的水體污染源之一。印染工藝所需水量較大，目前印染企業所采用的工藝每噸產品消耗的純水約為100～200m³，其中80％～90％無法回收利用，變成廢水。每生產1t染料，就會有2％的產品隨廢水流失，而在印染過程中損失的產品量更大，為所用染料的10％左右，嚴重的污染了環境。

目前處理印染廢水的方法主要有物理法、化學法、生物化學法，這些方法都有其各自優缺點和適用范圍。絮凝法是指在電流作用下，陽極不斷失去電子，在溶液中形成絮狀活性高的物質，與印染廢水中的染料結合，從而達到去除的目的。電絮凝法具有脫色率高，適應色譜范圍較廣，占地面積較小，操作管理簡便等優點。電絮凝技術很早就在廢水處理中得到應用，電絮凝技術廣泛的應用于處理紙漿廢水、礦業廢水、金屬加工工業廢水等。除此之外，在其他眾多領域也廣泛使用電絮凝法處理廢水。例如：食品廢水、油田污水、廚房廢水、垃圾滲透液中的有機污染物、含氟廢水含有毒重金屬廢水等。但是，電絮凝法處理廢水會產生大量的固體廢物，如何處理這些固體廢物是當前亟待解決的難題。

本發明的技術方案能有效的利用絮凝法處理廢水后的殘留的固體廢物，解決了廢水處理后的固廢處理問題，在保護環境方面具有重大意義。

本發明將這類含鐵固廢循環利用，將之應用在電極的負極材料來制備鋰電池，并得到了良好的效果。對于電絮凝法產生的固體廢物的處理方面目前報道的比較少，很多固體廢物屬于“危險廢棄物”處理成本很高。

(三)發明內容

本發明提供了一種利用印染廢水電絮凝法產生的含鐵固廢制備鋰離子電池負極材料的方法，本發明方法制備的鋰離子負極材料具有電容量大、循環穩定性高等優點，且該方法符合節能減排、綠色環保以及循環經濟的理念。

本發明的技術方案如下：

一種利用電絮凝印染廢水所得含鐵固廢制備鋰離子電池負極材料的方法，所述方法包括如下步驟：

(1)將印染廢水過濾(以除去廢液中不溶的雜質，懸浮物等)后，再添加電解質硫酸鈉，通過金屬鐵電極在0.5～10V的電壓下進行電解，同時絮凝沉降，直至溶液顏色褪去，之后離心，收集固體沉降物，干燥并碾磨成固體粉末；

所述的印染廢水來自棉、麻、化學纖維及其混紡產品染色后的廢液：棉、麻、化學纖維及其混紡產品染色過程使用的活性染料以靛藍、甲基藍、硫化黑、羅丹明B、檸檬黃等有機染料為主，在染色過程中，紡織品在勻染劑(例如：平平加O-15、平平加O-25等)、滲透劑(例如：JFC滲透劑、太古油等)存在的染缸里攪拌加熱到80℃，并維持20分鐘，加入促染劑(例如：元明粉、食鹽等)恒溫20～40min提高染色率，降溫，剩下排出的染液就是本發明中所述的印染廢水。