CN111540973A - 一种废旧锂离子电池回收过程中废气的资源化利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锂离子电池回收技术领域，特别涉及一种废旧锂离子电池回收过程中废气的资源化利用方法，所述的方法包括：对废旧锂离子电池回收过程中的废气进行焚烧处理；将焚烧处理后的废气通入吸收塔中，利用水进行吸收处理；向吸收有废气的水中加入助剂一，搅拌混合后蒸发浓缩，将析出的固体过滤出来；接着在加入助剂二，继续搅拌混合后蒸发浓缩，将析出的固体再次分离出来；其中，助剂一为碱金属氢氧化物，助剂二为水溶性钙盐和/或水溶性镁盐；本发明提供的方法，实现了废气中氟元素和磷元素的资源化回收，避免了氟元素和磷元素在废气的处理过程中转变为难以处理的氟、磷混合渣；同时，本发明提供的方法还提高了废气的处理效率。

Description

一种废旧锂离子电池回收过程中废气的资源化利用方法
技术领域
本发明属于锂离子电池回收技术领域，特别涉及一种废旧锂离子电池回收过程中废气的资源化利用方法。
背景技术
随着锂离子电池的广泛应用，锂离子电池的使用量逐年增大，由废旧锂离子电池造成的环境问题已引起世界各国的广泛关注。由于锂离子电池中不含汞、镉、铅等毒害大的重金属元素，因此，常被认为是绿色电池，对环境的污染程度相对较小，但是锂离子电池的正负极材料、电解质溶液等物质对环境和人体健康还是有很大的影响。
锂离子电池的外壳多为钢或含镍的不锈钢，分为圆柱形和方形，电池内部为卷式结构，由正极、负极和含锂盐的有机溶液组成，具体的锂盐包括有LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3；对于废旧锂离子电池的电解质来说，可能的污染包括，氟污染造成环境pH升高，以及产生有毒的氟化氢气体。现有的处理方式中，通常将废旧锂离子电池回收过程中产生的废气经焚烧处理后直接用碱液喷淋，之后经石灰乳沉淀成氟化钙和磷酸钙，成为混合的固体废渣，而氟化钙与磷酸钙的混合废渣难以找到有效的处理途径，只能填埋处理，对环境造成一定的污染，同时富有价值的氟元素和磷元素并没有得到回收利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废旧锂离子电池回收过程中废气的资源化利用方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种废旧锂离子电池回收过程中废气的资源化利用方法，所述的方法包括：对废旧锂离子电池回收过程中的废气进行焚烧处理；
以及，将焚烧处理后的废气通入吸收塔中，利用水对焚烧处理后的废气进行吸收处理；
以及，向吸收有废气的水中加入助剂一，搅拌混合后蒸发浓缩，将析出的固体过滤出来；接着在加入助剂二，继续搅拌混合后蒸发浓缩，将析出的固体再次分离出来；
其中，所述的助剂一为碱金属氢氧化物，所述的助剂二为水溶性钙盐和/或水溶性镁盐。
优选条件下，利用含有碱性物质的水对焚烧处理后的废气进行吸收处理。
优选条件下，所述的碱性物质为氢氧化钠，其质量分数为5％。
优选条件下，所述助剂一的添加量为水重量的0.01-0.05％；所述助剂二的添加量为水重量的0.005-0.01％。
优选条件下，所述的水溶性钙盐为氯化钙或乳酸钙。
优选条件下，所述的水溶性镁盐为氯化镁或硫酸镁。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明提供的废旧锂离子电池回收过程中废气的资源化利用方法，实现了废气中氟元素和磷元素的资源化回收，避免了氟元素和磷元素在废气的处理过程中转变为难以处理的氟、磷混合渣；同时，本发明提供的资源化利用方法还提高了废气的处理效率。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
本发明中所有的原料，对其来源没有特别限定，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。本发明中所有的原料，对其纯度没有特别限定，本发明优选采用分析纯或复合材料领域使用的常规纯度。
现有技术中，对于废旧锂离子电池回收过程中产生的废气，其处理的一般方法是先对其进行焚烧处理，然后直接用碱液喷淋，之后用石灰乳沉淀得到氟化钙和磷酸钙的混合废渣，但是上述的混合废渣难以找到处理途径，只能做填埋处理，这不仅对环境造成了一定的污染，还会使富有价值的氟元素和磷元素无法得到有效的回收利用。为此，本发明提供了一种废旧锂离子电池回收过程中废气的资源化利用方法，所述的方法包括：对废旧锂离子电池回收过程中的废气进行焚烧处理；以及，将焚烧处理后的废气通入吸收塔中，利用水对焚烧处理后的废气进行吸收处理；以及，向吸收有废气的水中加入助剂一，搅拌混合后蒸发浓缩，将析出的固体过滤出来；接着在加入助剂二，继续搅拌混合后蒸发浓缩，将析出的固体再次分离出来；其中，所述的助剂一为碱金属氢氧化物，所述的助剂二为水溶性钙盐和/或水溶性镁盐。
通过采用本发明提供的技术方案，将废旧锂离子电池回收过程中产生的废气中含有的氟元素和磷元素分别提取出来，实现了氟元素与磷元素的资源化利用，同时避免产生氟、磷混合渣的问题。
进一步的，根据本发明提供的方法，在吸收塔中对焚烧处理后的废气进行吸收处理时，也可利用含有碱性物质的水。如此可以提高对废气中有害成分的吸收效率。
进一步优选的，所述的碱性物质为氢氧化钠，其质量分数为5％。
根据本发明提供的方法，通过助剂一促进吸收废气的水中氟化物的析出，通过助剂二促进吸收废气的水中磷化物的析出；为了确保对吸收废气的水中氟化物和磷化物的充分析出，所述助剂一的添加量为水重量的0.01-0.05％；所述助剂二的添加量为水重量的0.005-0.01％。
根据本发明提供的方法，所述的水溶性钙盐为氯化钙或乳酸钙；所述的水溶性镁盐为氯化镁或硫酸镁。
以下通过具体的实施例对本发明提供的废旧锂离子电池回收过程中废气的资源化利用方法做出进一步的说明。
实施例1
本实施例中废旧锂离子电池回收过程中产生废气的流量为1000m3/h，该废气中的主要成分为有机物、氟化物和含磷化合物；其中原子比F：P＝5：1。
将上述废气通过焚烧炉进行充分焚烧，去除其中的有机物；接着将废气继续通入到吸收塔中，控制吸收液的流量为100m3/h，对废气中的氟、磷进行充分吸收，所述的吸收液为5wt.％的氢氧化钠溶液；向吸收有废气的氢氧化钠溶液中投入氢氧化钠，其中，氢氧化钠的投入量为吸收有废气的氢氧化钠溶液重量的0.03％，搅拌混合均匀，接着蒸发浓缩至固体不在析出为止，过滤后得到氟化钠，接着向得到的滤液中投入氯化镁，所述氯化镁的投入量为吸收有废气的氢氧化钠溶液重量的0.008％，搅拌混合后蒸发浓缩至固体不在析出为止，过滤得到磷酸钠晶体。
通过上述具体的实施方式可以看出，本发明提供的技术方案能够实现废旧锂离子电池回收过程中废气的资源化利用，避免了氟元素和磷元素的浪费；同时避免了氟元素和磷元素转化为难以处理的氟、磷混合渣，也即，本发明提供的方法具有较好的应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种废旧锂离子电池回收过程中废气的资源化利用方法，其特征在于，所述的方法包括：对废旧锂离子电池回收过程中的废气进行焚烧处理；
以及，将焚烧处理后的废气通入吸收塔中，利用水对焚烧处理后的废气进行吸收处理；
以及，向吸收有废气的水中加入助剂一，搅拌混合后蒸发浓缩，将析出的固体过滤出来；接着在加入助剂二，继续搅拌混合后蒸发浓缩，将析出的固体再次分离出来；
其中，所述的助剂一为碱金属氢氧化物，所述的助剂二为水溶性钙盐和/或水溶性镁盐。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用含有碱性物质的水对焚烧处理后的废气进行吸收处理。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的碱性物质为氢氧化钠，其质量分数为5％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述助剂一的添加量为水重量的0.01-0.05％；所述助剂二的添加量为水重量的0.005-0.01％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的水溶性钙盐为氯化钙或乳酸钙。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的水溶性镁盐为氯化镁或硫酸镁。
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