CN106252780A - 一种锂离子动力电池拆解产生废水的处理方法 - Google Patents

一种锂离子动力电池拆解产生废水的处理方法 Download PDF

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Abstract

一种锂离子动力电池拆解产生废水的处理方法，首先在液氮冷却条件下将电池拆解产生的电解液冷却回收，并洗涤电极片和隔膜，将产生的清洗液和电解液混合得到电池拆解产生的废水；其次在废水中加入饱和KF水溶液后通过结晶回收LiF晶体，加入碱性物质回收溶液中的氟离子；最后将得到的溶液依次通过厌氧池、缺氧池和好氧池，去除溶液中的氨氮有机物。一种锂离子电池电解液回收利用的方法，回收率高不会造成二次污染；操作简单，过程无毒，对生产装置的耐腐蚀性能要求宽松，设备投入成本低，且不引入新的杂质，回收得到的锂盐可配置新的电解液或制备电池其他锂材料，回收利用率高。本发明对于降低电池生产成本、节约资源、保护环境都可起到积极的作用。

Description

一种锂离子动力电池拆解产生废水的处理方法
技术领域
本发明属于锂离子电池回收技术领域，涉及一种锂离子动力电池拆解产生废水的处理方法。
背景技术
锂离子电池因其电压高、容量大、成本低、安全性能好、寿命长、无记忆效应、环境友好等显著优点，而被广泛地应用于电子、交通等领域。随着对新能源汽车的推广，我国锂离子动力电池的产量保持强劲的增长态势。目前，动力电池寿命基本为1000-2000次充放电，按此循环寿命计算，大量的锂离子电池在使用3-6年后即面临着报废处理的问题。尽管对锂离子废旧电池的回收开始逐渐引起重视，但回收的焦点集中于电极材料有价金属的回收，而对电解液的处理并不重视。在废旧锂离子电池的收集、堆放和回收过程中，电解液泄露和挥发，将对周边的大气、土壤和水体造成严重的污染。
现有的锂离子电池电解液回收技术主要是采用热分解的处理方法，在热处理过程中，锂盐分解产生大量的HF酸(氢氟酸)，HF酸的强腐蚀性对腐蚀回收设备，对设备要求较高，同时尾气吸收废液会污染环境，而处理起来过程也较繁琐，成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种锂离子动力电池拆解产生废水的处理方法，减少锂离子电池回收过程中对环境的污染，降低回收成本。
本发明所采用的技术方案是，一种锂离子动力电池拆解产生废水的处理方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，在液氮冷却条件下将电池拆解产生的电解液冷却回收，并洗涤电极片和隔膜，将产生的清洗液和电解液混合得到电池拆解产生的废水；
步骤2，给步骤1所述的废水中加入饱和KF水溶液后通过结晶回收LiF晶体；
步骤3，给步骤2回收LiF晶体后的溶液中加入碱性物质，回收溶液中的氟离子；
步骤4，将步骤3得到的溶液依次通过厌氧池、缺氧池和好氧池，去除溶液中的氨氮有机物，完成锂离子电池拆解产生废水的处理。
本发明的特点还在于，
所述步骤1中电极片清洗为使用去离子水浸泡电极片，并超声震荡，提取电极片附着的电解质。
步骤2中回收LiF晶体的具体方法为：
步骤2.1，在步骤1所述的废水中添加硫酸氢钾，得混合溶液；
步骤2.2，将步骤2.1中所述的混合溶液在450-550摄氏度下煅烧4-6h，冷却后将煅烧得到的产品溶解，得到剩余电解液成份；
步骤2.3，向步骤2.2中所述的剩余电解液成份中加入饱和KF水溶液后通过结晶回收LiF晶体，
步骤3中回收溶液中氟离子的具体方法为：
步骤3.1，给步骤2得到的溶液中加入硫酸，调节PH值，使其小于3.5；
步骤3.2，给步骤3.1中的溶液中添加双氧水和二价铁离子；
步骤3.3，给步骤3.2种的溶液中加入碱性物质，去除溶液中的氟离子。
步骤2.1中硫酸氢钾与废水的质量比为：7.5-8.5：1。
步骤2.3中饱和KF水溶液的添加量为剩余电解液的15-55％。
步骤3.3中的碱性物质为氧化钙。
氧化钙的添加量为步骤3.2所得溶液的4-6％。
本发明的有益效果是，
本发明所提供的本发明提供的一种锂离子动力电池电解液回收利用的方法，回收率高，且回收不会造成二次污染；操作简单，过程无毒，无HF腐蚀，对生产装置的耐腐蚀性能要求宽松，设备投入成本低，且不引入新的杂质，回收得到的锂盐可配置新的电解液或制备电池其他锂材料，回收利用率高。本发明对于降低电池生产成本、节约资源、保护环境都可起到积极的作用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种锂离子动力电池拆解产生废水的处理方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，在液氮冷却条件下将电池拆解产生的电解液冷却回收，并洗涤电极片和隔膜，将产生的清洗液和电解液混合得到电池拆解产生的废水；其中，电极片清洗为使用去离子水浸泡电极片，并超声震荡，提取电极片附着的电解质；
步骤2，给步骤1所述的废水中加入饱和KF水溶液后通过结晶回收LiF晶体；具体方法为：
步骤2.1，在步骤1所述的废水中添加硫酸氢钾，得混合溶液；
硫酸氢钾与废水的质量比为：7.5-8.5：1；
步骤2.2，将步骤2.1中所述的混合溶液在450-550摄氏度下煅烧4-6h，冷却后将煅烧得到的产品溶解，得到剩余电解液成份；
步骤2.3，向步骤2.2中所述的剩余电解液成份中加入饱和KF水溶液后通过结晶回收LiF晶体；
饱和KF水溶液的添加量为剩余电解液的15-55％；
步骤3，给步骤2回收LiF晶体后的溶液中加入氧化钙，回收溶液中的氟离子；具体方法为：
步骤3.1，给步骤2得到的溶液中加入硫酸，调节PH值，使其小于3.5；
步骤3.2，给步骤3.1中的溶液中添加双氧水和二价铁离子；
步骤3.3，给步骤3.2种的溶液中加入氧化钙，去除溶液中的氟离子；氧化钙的添加量为步骤3.2所得溶液的4-6％；
步骤4，将步骤3得到的溶液依次通过厌氧池、缺氧池和好氧池，去除溶液中的氨氮有机物，完成锂离子电池拆解产生废水的处理。
一种锂离子电池电解液回收利用的方法，回收率高，且回收不会造成二次污染；操作简单，过程无毒，无HF腐蚀，对生产装置的耐腐蚀性能要求宽松，设备投入成本低，且不引入新的杂质，回收得到的锂盐可配置新的电解液或制备电池其他锂材料，回收利用率高。本发明对于降低电池生产成本、节约资源、保护环境都可起到积极的作用。
实施例1
步骤1，在液氮冷却条件下将电池拆解产生的电解液冷却回收，并洗涤电极片和隔膜，将产生的清洗液和电解液混合得到电池拆解产生的废水；其中，电极片清洗为使用去离子水浸泡电极片，并超声震荡，提取电极片附着的电解质；
步骤2，给步骤1所述的废水中加入饱和KF水溶液后通过结晶回收LiF晶体；具体方法为：
步骤2.1，在步骤1所述的废水中添加硫酸氢钾，得混合溶液；
硫酸氢钾与废水的质量比为：7.5：1；
步骤2.2，将步骤2.1中所述的混合溶液在450摄氏度下煅烧4h，冷却后将煅烧得到的产品溶解，得到剩余电解液成份；
步骤2.3，向步骤2.2中所述的剩余电解液成份中加入饱和KF水溶液后通过结晶回收LiF晶体；
饱和KF水溶液的添加量为剩余电解液的15％；
步骤3，给步骤2回收LiF晶体后的溶液中加入氧化钙，回收溶液中的氟离子；具体方法为：
步骤3.1，给步骤2得到的溶液中加入硫酸，调节PH值，使其小于3.5；
步骤3.2，给步骤3.1中的溶液中添加双氧水和二价铁离子；
步骤3.3，给步骤3.2种的溶液中加入氧化钙，去除溶液中的氟离子；氧化钙的添加量为步骤3.2所得溶液的4％；
步骤4，将步骤3得到的溶液依次通过厌氧池、缺氧池和好氧池，去除溶液中的氨氮有机物，完成锂离子电池拆解产生废水的处理。
实施例2
步骤1，在液氮冷却条件下将电池拆解产生的电解液冷却回收，并洗涤电极片和隔膜，将产生的清洗液和电解液混合得到电池拆解产生的废水；其中，电极片清洗为使用去离子水浸泡电极片，并超声震荡，提取电极片附着的电解质；
步骤2，给步骤1所述的废水中加入饱和KF水溶液后通过结晶回收LiF晶体；具体方法为：
步骤2.1，在步骤1所述的废水中添加硫酸氢钾，得混合溶液；
硫酸氢钾与废水的质量比为：8：1；
步骤2.2，将步骤2.1中所述的混合溶液在500摄氏度下煅烧5h，冷却后将煅烧得到的产品溶解，得到剩余电解液成份；
步骤2.3，向步骤2.2中所述的剩余电解液成份中加入饱和KF水溶液后通过结晶回收LiF晶体；
饱和KF水溶液的添加量为剩余电解液的35％；
步骤3，给步骤2回收LiF晶体后的溶液中加入氧化钙，回收溶液中的氟离子；具体方法为：
步骤3.1，给步骤2得到的溶液中加入硫酸，调节PH值，使其小于3.5；
步骤3.2，给步骤3.1中的溶液中添加双氧水和二价铁离子；
步骤3.3，给步骤3.2种的溶液中加入氧化钙，去除溶液中的氟离子；氧化钙的添加量为步骤3.2所得溶液的5％；
步骤4，将步骤3得到的溶液依次通过厌氧池、缺氧池和好氧池，去除溶液中的氨氮有机物，完成锂离子电池拆解产生废水的处理。
实施例3
步骤1，在液氮冷却条件下将电池拆解产生的电解液冷却回收，并洗涤电极片和隔膜，将产生的清洗液和电解液混合得到电池拆解产生的废水；其中，电极片清洗为使用去离子水浸泡电极片，并超声震荡，提取电极片附着的电解质；
步骤2，给步骤1所述的废水中加入饱和KF水溶液后通过结晶回收LiF晶体；具体方法为：
步骤2.1，在步骤1所述的废水中添加硫酸氢钾，得混合溶液；
硫酸氢钾与废水的质量比为：8.5：1；
步骤2.2，将步骤2.1中所述的混合溶液在550摄氏度下煅烧6h，冷却后将煅烧得到的产品溶解，得到剩余电解液成份；
步骤2.3，向步骤2.2中所述的剩余电解液成份中加入饱和KF水溶液后通过结晶回收LiF晶体；
饱和KF水溶液的添加量为剩余电解液的55％；
步骤3，给步骤2回收LiF晶体后的溶液中加入氧化钙，回收溶液中的氟离子；具体方法为：
步骤3.1，给步骤2得到的溶液中加入硫酸，调节PH值，使其小于3.5；
步骤3.2，给步骤3.1中的溶液中添加双氧水和二价铁离子；
步骤3.3，给步骤3.2种的溶液中加入氧化钙，去除溶液中的氟离子；氧化钙的添加量为步骤3.2所得溶液的6％；
步骤4，将步骤3得到的溶液依次通过厌氧池、缺氧池和好氧池，去除溶液中的氨氮有机物，完成锂离子电池拆解产生废水的处理。

Claims (8)

1.一种锂离子动力电池拆解产生废水的处理方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，在液氮冷却条件下将电池拆解产生的电解液冷却回收，并洗涤电极片和隔膜，将产生的清洗液和电解液混合得到电池拆解产生的废水；
步骤2，给步骤1所述的废水中加入饱和KF水溶液后通过结晶回收LiF晶体；
步骤3，给步骤2回收LiF晶体后的溶液中加入碱性物质，回收溶液中的氟离子；
步骤4，将步骤3得到的溶液依次通过厌氧池、缺氧池和好氧池，去除溶液中的氨氮有机物，完成锂离子电池拆解产生废水的处理。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子动力电池拆解产生废水的处理方法，其特征在于，所述步骤1中电极片清洗为使用去离子水浸泡电极片，并超声震荡，提取电极片附着的电解质。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子动力电池拆解产生废水的处理方法，其特征在于，步骤2中回收LiF晶体的具体方法为：
步骤2.1，在步骤1所述的废水中添加硫酸氢钾，得混合溶液；
步骤2.2，将步骤2.1中所述的混合溶液在450-550摄氏度下煅烧4-6h，冷却后将煅烧得到的产品溶解，得到剩余电解液成份；
步骤2.3，向步骤2.2中所述的剩余电解液成份中加入饱和KF水溶液后通过结晶回收LiF晶体。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子动力电池拆解产生废水的处理方法，其特征在于，所述步骤3中回收溶液中氟离子的具体方法为：
步骤3.1，给步骤2得到的溶液中加入硫酸，调节PH值，使其小于3.5；
步骤3.2，给步骤3.1中的溶液中添加双氧水和二价铁离子；
步骤3.3，给步骤3.2种的溶液中加入碱性物质，去除溶液中的氟离子。
5.根据权利要求3所述的一种锂离子动力电池拆解产生废水的处理方法，其特征在于，所述步骤2.1中硫酸氢钾与废水的质量比为：7.5-8.5：1。
6.根据权利要求3所述的一种锂离子动力电池拆解产生废水的处理方法，其特征在于，所述步骤2.3中饱和KF水溶液的添加量为剩余电解液的15-55％。
7.根据权利要求4所述的一种锂离子动力电池拆解产生废水的处理方法，其特征在于，所述步骤3.3中的碱性物质为氧化钙。
8.根据权利要求7所述的一种锂离子动力电池拆解产生废水的处理方法，其特征在于，所述氧化钙的添加量为步骤3.2所得溶液的4-6％。
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