[發(fā)明專(zhuān)利]一種除氟裝置、廢鋰電池處理系統(tǒng)及其處理方法和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110019144.1
• 申請(qǐng)日: 2021-01-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112827337A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周文斌;陳龍;石秋成;王九飆;秦邦保;廖杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 珠海格力綠色再生資源有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01D53/68
• 分類(lèi)號(hào): B01D53/68;B01D53/78;B01D53/86;B01D53/96;C02F1/52;H01M10/54;C02F101/14;C02F103/18
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;雷月

本發(fā)明公開(kāi)了一種除氟裝置、廢鋰電池處理系統(tǒng)及其處理方法和應(yīng)用。本發(fā)明的除氟裝置為中空柱狀體，所述中空柱狀體上端設(shè)置含氟液體進(jìn)口，下端設(shè)置出渣口和出液口，所述中空柱狀體的空腔中設(shè)置至少一層隔板，所述隔板上設(shè)置氟吸附劑，所述中空柱狀體側(cè)壁上在所述隔板所在位置處設(shè)置氟吸附劑更換口。本發(fā)明提供的除氟裝置能夠?qū)崿F(xiàn)氟的有效脫除，操作簡(jiǎn)便，能夠直接更換氟吸附劑，在保證較高的氟脫除效率的前提下節(jié)省成本，廢鋰電池處理系統(tǒng)和方法能夠使電解液中的電解質(zhì)和溶劑充分揮發(fā)并有效收集，避免泄露，電解液總收集率為99％以上，總處理率為98％以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固體廢棄物處理領(lǐng)域，具體涉及一種除氟裝置、含有該除氟裝置的廢鋰電池處理系統(tǒng)及其處理方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來(lái)，報(bào)廢鋰離子電池包括報(bào)廢消費(fèi)類(lèi)(3C)電池和報(bào)廢新能源汽車(chē)的動(dòng)力鋰電池，特別是報(bào)廢動(dòng)力鋰電池增長(zhǎng)速度快，報(bào)廢量比較大。鋰離子電池對(duì)環(huán)境的危害因素主要包括重金屬和電解液。其中，重金屬為有價(jià)金屬，存在于固體電極片材料中，易于回收。

鋰離子電池專(zhuān)用的電解液主要由鋰鹽、溶劑和添加劑三部分組成。其中，鋰鹽占電解液的重量配比為7％-17％，溶劑占電解液的重量配比為75％-90％，添加劑占電解液的重量配比為0.5％-10％。溶劑為碳酸酯混合液，包括鏈狀碳酸酯和環(huán)狀碳酸酯，少部分功能電解液可能還含有羧酸酯，酯類(lèi)溶液一般為低沸點(diǎn)的可燃液體，且具有低毒性。目前主要使用的鋰鹽是六氟磷酸鋰(LiPF6)，是廢電解液中最難處理的部分。由于六氟磷酸鋰本身不穩(wěn)定，溫度過(guò)高或遇水時(shí)都比較容易分解。六氟磷酸鋰分解容易產(chǎn)生氫氟酸(HF)，氫氟酸具有毒性和強(qiáng)腐蝕性，導(dǎo)致廢棄電解液在長(zhǎng)期儲(chǔ)存過(guò)程中存在滲露風(fēng)險(xiǎn)。如果直接排放的話，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的傷害。

目前，報(bào)廢鋰離子電池的回收工藝主要為機(jī)械粗破碎再裂解和細(xì)碎分選。在破碎過(guò)程中，電解液會(huì)泄露并揮發(fā)到空氣中，如果不進(jìn)行有效收集和處理，會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較嚴(yán)重的污染。

關(guān)于報(bào)廢鋰電池電解液的處理工藝技術(shù)報(bào)道比較少，且廢棄物的收集處理效果并不理想。其中，主要的處理方法為在處理過(guò)程中負(fù)壓收集揮發(fā)的電解液，然后經(jīng)堿液噴淋和吸附含氟組分后，再經(jīng)光催化降解有機(jī)組分，最后排放。然而，在該處理過(guò)程中，電解液會(huì)帶入處理工序中的各個(gè)環(huán)節(jié)，設(shè)備各環(huán)節(jié)銜接處的密封性難以保證，易出現(xiàn)泄漏和無(wú)組織擴(kuò)散的問(wèn)題。并且，堿液噴淋后的廢水中含氟量較高，后續(xù)需要頻繁更換，導(dǎo)致產(chǎn)生的廢水量較大、氟吸附不徹底。

CN111498878A公開(kāi)了一種廢舊六氟磷酸鋰的資源化利用方法。其技術(shù)方案是將電池拆解，加入堿溶液，電解液中的溶劑溶于水中，然后加入二甲苯，經(jīng)過(guò)3-4級(jí)逆流萃取，得到有機(jī)相和水相，有機(jī)相經(jīng)過(guò)蒸餾得到DME，剩余的溶液然后通入二氧化碳，回調(diào)pH，使得偏鋁酸鹽轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，濾液加入硫酸調(diào)節(jié)溶液的pH，加入硫酸亞鐵和雙氧水，得到磷酸鐵濾渣和含氟濾液；濾渣加入硫酸溶解，然后將含鋰氟溶液與氟離子溶液混合，然后加入硫酸鎂，反應(yīng)得到氟化鎂沉淀，剩余的鋰溶液升高pH到堿性，加入碳酸鈉，得到粗制碳酸鋰。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)六氟磷酸鋰中氟、磷、鋰的綜合回收，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)DME有機(jī)溶劑的回收利用。

CN110783658A公開(kāi)了一種退役動(dòng)力三元鋰電池回收示范工藝方法。其技術(shù)方案是將退役的鋰離子電池放電，干燥后在密封惰性氣氛容器內(nèi)進(jìn)行物理破拆，破拆后的鋰電池轉(zhuǎn)移至負(fù)壓反應(yīng)釜，通過(guò)加熱使得電解液揮發(fā)，外接冷凝裝置回收低沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑，將揮發(fā)后的電池廢料轉(zhuǎn)移至清洗釜，用水對(duì)電池廢料清洗，產(chǎn)生廢氣通過(guò)堿液噴淋-活性炭吸附后排放，而后釜內(nèi)混合液經(jīng)過(guò)沉降分離，對(duì)污水進(jìn)行處理排放，電池殘?jiān)?jīng)過(guò)烘干后進(jìn)行粉碎分選，分類(lèi)回收鋁塑膜、鋼殼、隔膜、銅粉、鋁粉和電極材料。電極材料經(jīng)過(guò)酸浸除雜，共沉淀方法獲得鎳鈷錳酸鋰前驅(qū)體。