ES2956182A2 - Método para retirar eficientemente flúor de una batería de litio gastada - Google Patents
Método para retirar eficientemente flúor de una batería de litio gastada Download PDFInfo
- Publication number
- ES2956182A2 ES2956182A2 ES202390153A ES202390153A ES2956182A2 ES 2956182 A2 ES2956182 A2 ES 2956182A2 ES 202390153 A ES202390153 A ES 202390153A ES 202390153 A ES202390153 A ES 202390153A ES 2956182 A2 ES2956182 A2 ES 2956182A2
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- solution
- reaction
- fluorine
- sodium
- aluminum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 72
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 35
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 63
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 63
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 44
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 44
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 36
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 25
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 22
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 28
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 17
- -1 aluminum ion Chemical class 0.000 claims description 13
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000006115 defluorination reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000010926 waste battery Substances 0.000 claims description 3
- 238000004537 pulping Methods 0.000 claims description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 66
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- IOXPXHVBWFDRGS-UHFFFAOYSA-N hept-6-enal Chemical compound C=CCCCCC=O IOXPXHVBWFDRGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 20
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 9
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 9
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 7
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 6
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 5
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 3
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910021446 cobalt carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011656 manganese carbonate Substances 0.000 description 2
- 235000006748 manganese carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 229940093474 manganese carbonate Drugs 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000016 manganese(II) carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- XMWCXZJXESXBBY-UHFFFAOYSA-L manganese(ii) carbonate Chemical compound [Mn+2].[O-]C([O-])=O XMWCXZJXESXBBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000008 nickel(II) carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229940044175 cobalt sulfate Drugs 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 description 1
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 description 1
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229940073644 nickel Drugs 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 description 1
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/006—Wet processes
- C22B7/007—Wet processes by acid leaching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/006—Wet processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/48—Halides, with or without other cations besides aluminium
- C01F7/50—Fluorides
- C01F7/54—Double compounds containing both aluminium and alkali metals or alkaline-earth metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B21/00—Obtaining aluminium
- C22B21/0015—Obtaining aluminium by wet processes
- C22B21/0023—Obtaining aluminium by wet processes from waste materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
- C22B3/06—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic acid solutions, e.g. with acids generated in situ; in inorganic salt solutions other than ammonium salt solutions
- C22B3/08—Sulfuric acid, other sulfurated acids or salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B3/22—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B3/44—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/54—Reclaiming serviceable parts of waste accumulators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Método para retirar eficientemente flúor de una batería de litio gastada. Se da a conocer un método para retirar eficientemente flúor de una batería de litio gastada. El método comprende: mezclar aluminio y una disolución de hidróxido de sodio para la reacción para obtener un disolución de metaaluminato de sodio; introducir ácido sulfúrico en la disolución de metaaluminato de sodio, y agitar para reaccionar a una determinada temperatura para obtener un agente de retirada de flúor; añadir un cristal semilla de fluoroaluminato de sodio y el agente de retirada de flúor a una disolución de lixiviación de polvo de batería con impurezas retiradas, introducir una disolución de carbonato de sodio al mismo tiempo, realizar la reacción a una determinada temperatura, controlar el valor de pH de un punto final de reacción, y realizar separación sólido-líquido después de finalizar la reacción para obtener un líquido con flúor retirado y residuos de filtro; y añadir la disolución de hidróxido de sodio a los residuos de filtro para la reacción, y realizar separación sólido- líquido para obtener un filtrado que contiene flúor y aluminio, y residuos insolubles. Según la presente invención, la retirada de flúor se induce añadiendo el cristal semilla de fluoroaluminato de sodio; y durante la retirada de flúor, el cristal semilla de fluoroaluminato de sodio se añade en primer lugar a la disolución de lixiviación de batería, y por medio de la inducción del cristal semilla, la combinación de flúor y aluminio en la disolución puede acelerarse para generar hexafluoroaluminato de sodio, se acorta el tiempo de reacción, la eficiencia de retirada de flúor se mejora y el flúor en la disolución puede retirarse para que sea inferior a 20 mg/l, logrando de ese modo el propósito de una retirada profunda de flúor.
Description
DESCRIPCIÓN
Método para retirar eficientemente flúor de una batería de litio gastada
Campo
La invención pertenece al campo técnico de la recuperación de baterías de litio de desecho, específicamente se refiere a un método para retirar eficientemente flúor de una batería de litio de desecho.
Antecedentes
La batería de litio es una prometedora batería de almacenamiento de energía limpia, actualmente usada principalmente en electrónica de consumo y nuevos vehículos de energía. Con el desarrollo vigoroso de los teléfonos móviles, ordenadores portátiles, cámaras digitales, vehículos eléctricos, herramientas eléctricas, nuevos vehículos de energía y otras industrias en China, la demanda de baterías de litio aumentará aún más. Sin embargo, las baterías de litio tienen una vida útil. La vida útil de las baterías de litio es generalmente de 5-8 años, y la vida efectiva es de 4-6 años. Por lo tanto, el número de baterías de litio de desecho también aumentará bruscamente, y el reciclaje de estas baterías de litio residuales también se ha convertido en un problema urgente que ha de resolverse.
El reciclaje y tratamiento de baterías de litio de desecho incluye principalmente un método con fuego y un método en húmedo. En la actualidad, la mayoría de las baterías de litio de desecho se procesan principalmente por el proceso de reciclaje en húmedo. El proceso de reciclaje en húmedo comprende las etapas de descargar, triturar, clasificar y tamizar las baterías de litio residual para obtener el polvo de batería, y luego lixiviar el polvo de batería con ácido y agente reductor para obtener metales tales como níquel, cobalto, manganeso, litio, añadir reactivos para retirar impurezas, y obtener una disolución de sulfato de níquel, cobalto y manganeso refinado después de la extracción, que luego se usa para sintetizar materiales precursores. Dado que las baterías de litio de desecho contienen hexafluorofosfato de litio electrolítico en sí y se introduce fluoruro de sodio durante la eliminación de las impurezas, el contenido de flúor en la disolución de lixiviación de polvo de batería es de 1-3 g/l. La presencia de flúor no solo provoca corrosión en el equipo, sino que también afecta a la productos precursores sintetizados. En la actualidad, hay pocos informes públicos sobre el método de retirada de flúor de la disolución de lixiviación de polvo de batería, y se centran principalmente en la
retirada del flúor del sistema de sal de calcio. Por ejemplo, se han desarrollado tecnologías relacionadas para un proceso de retirada de flúor para baterías de litio de desecho. En primer lugar, se añade óxido de calcio a la disolución de lixiviación de baterías de desecho para retirar el flúor, y luego se usa adsorción en resina para retirar el flúor nuevamente para reducir la concentración de flúor en la disolución de lixiviación. En este proceso, añadir óxido de calcio para retirar el flúor no solo provocará la precipitación del níquel, cobalto y manganeso, sino también la introducción de iones de calcio, y es necesario añadir una etapa posterior de retirada de calcio. En vista de algunos de los problemas mencionados anteriormente en la retirada de flúor de baterías de litio de desecho, es urgente desarrollar algunos nuevos procesos de retirada de flúor.
Sumario
La presente divulgación tiene como objetivo resolver al menos uno de los problemas técnicos existentes en la técnica anterior mencionada anteriormente. Por este motivo, la presente divulgación proporciona un método para retirar eficientemente flúor de baterías de litio de desecho.
Según un aspecto de la presente invención, se propone un método para retirar eficientemente flúor de baterías de litio de desecho, que comprende las siguientes etapas:
S1: mezclar aluminio con disolución de hidróxido de sodio para la reacción para obtener disolución de metaaluminato de sodio;
S2: introducir ácido sulfúrico en la disolución de metaaluminato de sodio, agitar y hacer reaccionar a una determinada temperatura para obtener un agente de desfluoración;
S3: añadir cristales semilla de fluoroaluminato de sodio y el agente de desfluoración a una disolución de lixiviación de polvo de batería con impurezas retiradas, e introducir disolución de carbonato de sodio al mismo tiempo, hacer reaccionar a una determinada temperatura y controlar el pH al final de la reacción, realizar separación sólido-líquido después de completar la reacción para obtener una disolución desfluorada y un residuo de filtro; dado que se disolvería una pequeña cantidad de iones de aluminio durante la reacción, puede usarse carbonato de sodio para ajustar el pH de la disolución para garantizar que los iones de aluminio en la disolución son muy pocos, para evitar la introducción de impurezas de aluminio durante la retirada de flúor;
S4: añadir disolución de hidróxido de sodio al residuo de filtro para la reacción, y realizar separación sólido-líquido para obtener un filtrado que contiene aluminio y flúor y un residuo insoluble.
En algunas realizaciones de la presente invención, en la etapa S1, el aluminio es polvo de residuo de aluminio recuperado de baterías de litio de desecho. Específicamente, el aluminio es polvo de residuo de aluminio obtenido desmontando, triturando, clasificando, tamizando y rompiendo finamente la batería de litio de desecho. El material de residuo obtenido por reacción del polvo de residuo de aluminio con la disolución de hidróxido de sodio puede añadirse a la reacción de lixiviación con ácido del polvo de batería. El residuo de aluminio obtenido desmontando y triturando la batería de litio de desecho se usa para preparar el agente de desfluoración. El residuo de aluminio obtenido desmontando y triturando la batería de litio de desecho se rompe finamente y se tamiza para obtener polvo de residuo de aluminio. Después de añadir disolución de hidróxido de sodio para la reacción, filtración para obtener disolución de metaaluminato de sodio y luego adición de ácido sulfúrico para preparar un agente de desfluoración a base de aluminio, que no solo tiene un buen efecto de retirada de fluoruro, sino que también reduce en gran medida el coste de retirada de flúor.
En algunas realizaciones de la presente invención, en la etapa S1, la razón sólido-líquido del aluminio con respecto a la disolución de hidróxido de sodio es 1:(2-5) g/ml, y la concentración de masa del hidróxido de sodio es del 10-30 %.
En algunas realizaciones de la presente invención, en la etapa S1, la temperatura de reacción es de 50-80 °C, y el tiempo de reacción es de 30-60 min.
En algunas realizaciones de la presente invención, en la etapa S2, la temperatura de reacción es de 80-95 °C, y la velocidad de agitación es de 150-300 r. p. m..
En algunas realizaciones de la presente invención, en la etapa S2, la concentración de masa del ácido sulfúrico es del 10-20 %, y la velocidad de flujo del ácido sulfúrico es de 1,0-2,5 ml/min.
En algunas realizaciones de la presente invención, en la etapa S2, se evapora una cantidad apropiada de agua para concentrar la disolución de reacción durante la reacción, hasta que la concentración de iones de aluminio en la disolución de reacción se controla a 0,8-1,5 g/l, y
el pH al final de la reacción se controla a 2,0-3,0.
En algunas realizaciones de la presente invención, en la etapa S3, la disolución de lixiviación de polvo de batería con impurezas retiradas se prepara mediante el siguiente procedimiento: convertir en pulpa el polvo de batería de desecho con agua, lixiviar con ácido sulfúrico y peróxido de hidrógeno y eliminar las impurezas.
En algunas realizaciones de la presente invención, en la etapa S3, la cantidad de adición del cristal semilla de fluoroaluminato de sodio es de 1-3 g/l; preferiblemente, la cantidad de adición del agente de retirada de flúor se determina basándose en la razón molar de aluminio en el agente de desfluoración con respecto a flúor en la disolución de lixiviación de polvo de batería como (1-1,5):6.
En algunas realizaciones de la presente invención, en la etapa S3, la concentración de masa de la disolución de carbonato de sodio es del 10-15 %, y la velocidad de flujo de la disolución de carbonato de sodio introducida es de 0,5-2,0 ml/min.
En algunas realizaciones de la presente invención, en la etapa S3, la temperatura de reacción es de 40-60 °C, y el tiempo de reacción es de 60-90 min; el pH al final de la reacción se controla a 5,0-5,5.
En algunas realizaciones de la presente invención, la etapa S4 comprende además preparar el filtrado que contiene aluminio y flúor para dar fluoroaluminato de sodio: introducir ácido sulfúrico diluido en el filtrado que contiene aluminio y flúor, agitar a una determinada temperatura y controlar el pH al final de la reacción, dejar de agitar después de que el pH de la disolución sea estable, envejecer la disolución durante un período de tiempo, después filtrar y lavar el residuo de filtro con agua y secar para obtener fluoroaluminato de sodio. Más preferiblemente, la concentración de masa de ácido sulfúrico diluido introducido es del 5-12 %, la velocidad de flujo de ácido sulfúrico diluido es de 0,5-2,0 ml/min, la temperatura de reacción es de 40-60 °C, la velocidad de agitación es de 150-200 r. p. m. y el pH al final de la reacción es de 6,0-6,5, y el tiempo de envejecimiento es de 12-18 h.
En algunas realizaciones de la presente invención, en la etapa S4, concentración de masa de la disolución de hidróxido de sodio es del 20-30 %, la temperatura de reacción después de la adición de la disolución de hidróxido de sodio al residuo de filtro es de 80-90 °C y el tiempo de reacción es de 20-40 min. La reacción se lleva a cabo bajo agitación, y la velocidad de
agitación es de 200-400 r. p. m..
En algunas realizaciones de la presente invención, en la etapa S4, el residuo insoluble puede añadirse a la reacción de lixiviación del polvo de batería.
Según una realización preferida de la presente invención, tiene al menos los siguientes efectos beneficiosos:
1. A través del proceso de retirada de flúor de la presente invención, el efecto de retirada de flúor es excelente. El flúor puede retirarse hasta menos de 20 mg/l, y la concentración de los iones de aluminio introducidos en la disolución desfluorada es inferior a 1 mg/l. No hay necesidad de retirar el flúor nuevamente después de que la disolución desfluorada entre en la instalación de aguas residuales después de recuperar níquel, cobalto, manganeso y litio. La tasa de retirada de flúor es tan alta como el 99 %. El residuo después de la retirada de flúor puede purificarse para producir fluoroaluminato de sodio con una pureza de más del 97 %. Puede usarse como codisolvente en la industria del aluminio electrolítico, como pesticida para cultivos, como agente de fusión y opalizante para medicamentos con esmalte glaseado. El valor potencial del reciclaje es grande.
2. La presente divulgación utiliza la adición de cristal semilla de fluoroaluminato de sodio para inducir la retirada de flúor. El cristal semilla de fluoroaluminato de sodio se añade en primer lugar a la disolución de lixiviación de batería mientras se retira el flúor. A través de la inducción del cristal semilla, no solo puede acelerarse la combinación de flúor y aluminio en la disolución para formar hexafluoroaluminato de sodio, acortar el tiempo de reacción, mejorar la eficiencia de la retirada de fluoruro, sino también hacer que el flúor en la disolución sea inferior a 20 mg/l, para lograr el propósito de una retirada profunda de flúor.
3. El residuo de retirada de flúor puede convertirse en fluoroaluminato de sodio de alta pureza. El residuo obtenido después de la retirada de flúor es una mezcla de fluoroaluminato de sodio y carbonato de níquel, cobalto y manganeso. El fluoroaluminato de sodio se disuelve añadiendo disolución de hidróxido de sodio, mientras que el carbonato de níquel, cobalto y manganeso es insoluble. Después de la filtración, se obtienen el filtrado y el residuo de filtro. El residuo de filtro puede volver a la etapa de lixiviación con ácido de polvo de batería para disolución. El filtrado se somete a ajuste de pH mediante la adición de ácido sulfúrico para reacción, envejecimiento, filtración, lavado y secado, y se obtiene fluoroaluminato de sodio de alta pureza.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención se describirá adicionalmente a continuación con referencia a la dibujos y ejemplos adjuntos, en los que:
la figura 1 es un diagrama de flujo de proceso del ejemplo 1 de la presente invención.
Descripción detallada
A continuación en el presente documento, el concepto y los efectos técnicos de la divulgación se describirán clara y completamente a continuación en combinación con los ejemplos de la presente divulgación, de modo que el propósito, las características y efectos de la divulgación puedan entenderse completamente. Obviamente, los ejemplos descritos son solo algunos ejemplos de la divulgación, en lugar de todos los ejemplos. Basándose en los ejemplos de la presente divulgación, otros ejemplos obtenidos por los expertos en la materia la técnica bajo la premisa de no pagar ningún trabajo creativo pertenecen al alcance de protección de la presente descripción.
Ejemplo 1
Un método para retirar y recuperar eficientemente flúor de baterías de litio de desecho, el proceso específico fue:
(1) Pretratamiento: después de la descarga, la batería de litio de desecho se desmontó, se rompió, se clasificó y se tamizó para obtener polvo de batería y residuo de aluminio; 2
(2) Preparación de agente de desfluoración basado en aluminio: después de que el residuo de aluminio se rompiera finamente, se hizo pasar a través de un tamiz de malla 100 (100 mesh) para obtener polvo de residuo de aluminio; el polvo de residuo de aluminio obtenido se mezcló con disolución de hidróxido de sodio al 10 % basada en una razón sólido-líquido de 1:5 g/ml, se agitó y se hizo reaccionar durante 60 min a 80 °C; la disolución se filtró para obtener un residuo insoluble y una disolución de metaaluminato de sodio después de la reacción; el residuo insoluble se transfirió a la etapa (3) para lixiviación con ácido y disolución; se añadió ácido sulfúrico con una concentración de masa del 10 % a la disolución de metaaluminato de sodio con una bomba peristáltica a la velocidad de flujo de 2,5 ml/min, en
donde la temperatura de reacción fue de 90 °C, la velocidad de agitación fue de 150 r. p. m.; y se evaporó una cantidad apropiada de agua para concentrar la disolución hasta que la concentración de ion de aluminio en la disolución se concentró hasta 0,8 g/l, y el pH fue estable a 3,0; después de que la disolución se volviera transparente, se detuvo la agitación para obtener un agente de desfluoración que contenía ion de aluminio;
(3) Lixiviación de polvo de batería y retirada de impurezas: el polvo de batería en la etapa (1) se convirtió en pulpa con agua pura, y después se lixivió con ácido sulfúrico y peróxido de hidrógeno, después de eliminar las impurezas, se obtuvo una disolución purificada que contenía flúor, el contenido de componentes se mostró en la tabla 1;
Tabla 1 Contenido de componentes de la disolución purificada que contiene flúor (g/l)
(4) Añadir cristal semilla de fluoroaluminato de sodio para inducir la retirada de fluoruro: se añadió cristal semilla de fluoroaluminato de sodio 1 g/l a 0,5 l de disolución purificada que contiene flúor de antemano; y después se añadió el agente de desfluoración de la etapa (3), y la cantidad del agente de desfluoración añadido se determinó basándose en la razón molar de aluminio en el agente de desfluoración con respecto a flúor en la disolución purificada que contiene flúor como 1,1:6; y se introdujo una disolución de carbonato de sodio con una concentración de masa del 10 % a través de una bomba peristáltica a una velocidad de flujo de 1 ml/min en las condiciones de velocidad de agitación de 100 r. p. m. y temperatura de 40 °C; la reacción se llevó a cabo durante 90 minutos, el pH en el punto final de la reacción se controló a 5,5; después de la reacción, la disolución se filtró para obtener una disolución desfluorada y el residuo de filtro; y el residuo de filtro se lavó dos veces con agua pura, y el agua lavada se combinó en la disolución desfluorada para obtener un total de 0,725 l de disolución desfluorada; 5
(5) Recuperación del residuo de filtro para preparar fluoroaluminato de sodio de alta pureza: después de que el residuo de filtro en la etapa (4) se convirtiera en pulpa con agua pura, se añadió disolución de hidróxido de sodio con una concentración de masa del 20 % para ajustar el pH a 12 y se hizo reaccionar durante 40 minutos en las condiciones de velocidad de agitación de 200 r. p. m. y temperatura de 80 °C; la disolución se filtró después de la reacción para obtener un filtrado y un residuo insoluble; el residuo insoluble se transfirió a (3) para la
lixiviación con ácido y la disolución; se añadió el ácido sulfúrico con una concentración de masa del 12 % al filtrado con bomba peristáltica a una velocidad de flujo de 0,5 ml/min; la reacción se realizó a una velocidad de agitación de 150 r. p. m. y temperatura de 40 °C; la agitación se detuvo hasta que el pH de la disolución fue estable a 6,5, la disolución se envejeció durante 12 h, después se filtró. El residuo de filtro se lavó con agua pura 3 veces, y se secó para obtener fluoroaluminato de sodio de alta pureza.
Ejemplo 2
Un método para retirar y recuperar eficientemente flúor de baterías de litio de desecho, el proceso específico fue:
(1) Pretratamiento: después de la descarga, la batería de litio de desecho se desmontó, se rompió, se clasificó y se tamizó para obtener polvo de batería y residuos de aluminio;
(2) Preparación de agente de desfluoración basado en aluminio: después de que el residuo de aluminio se rompiera finamente, se hizo pasar a través de un tamiz de malla 100 (100 mesh) para obtener polvo de residuo de aluminio; el polvo de residuo de aluminio obtenido se mezcló con disolución de hidróxido de sodio al 10 % basada en una razón sólido-líquido de 1:2 g/ml, se agitó y se hizo reaccionar durante 40 min a 50 °C; la disolución se filtró para obtener un residuo insoluble y una disolución de metaaluminato de sodio después de la reacción; el residuo insoluble se transfirió a la etapa (3) para la lixiviación con ácido y disolución; se añadió ácido sulfúrico con una concentración de masa del 20 % a la disolución de metaaluminato de sodio con una bomba peristáltica a la velocidad de flujo de 1,0 ml/min, en donde la temperatura de reacción fue de 80 °C, la velocidad de agitación fue de 200 r. p. m.; y se evaporó una cantidad apropiada de agua para concentrar la disolución hasta que la concentración de ion de aluminio en la disolución se concentró hasta 1,5 g/l, y el pH fue estable a 2,0; después de que la disolución se volviera transparente, se detuvo la agitación para obtener un agente de desfluoración que contenía ion de aluminio;
(3) Lixiviación de polvo de batería y retirada de impurezas: el polvo de batería en la etapa (1) se convirtió en pulpa con agua pura, y después se lixivió con ácido sulfúrico y peróxido de hidrógeno, después de eliminar las impurezas, se obtuvo una disolución purificada que contenía flúor, el contenido de componentes se mostró en la tabla 2;
Tabla 2 Contenido de componentes de la disolución purificada que contiene flúor (g/l)
(4) Añadir cristal semilla de fluoroaluminato de sodio para inducir la retirada de fluoruro: Se añadió cristal semilla de fluoroaluminato de sodio 3 g/l a 0,8 l de disolución purificada que contiene flúor de antemano; y después se añadió el agente de desfluoración de la etapa (3), y la cantidad del agente de desfluoración añadido se determinó basándose en la razón molar de aluminio en el agente de desfluoración con respecto a flúor en la disolución purificada que contiene flúor como 1,3:6; y se introdujo una disolución de carbonato sodio con una concentración de masa del 15 % a través de una bomba peristáltica a una velocidad de flujo de 1 ml/min en las condiciones de velocidad de agitación de 50 r. p. m. y temperatura de 60 °C; la reacción se llevó a cabo durante 60 minutos, el pH en el punto final de la reacción se controló a 5,5; después de la reacción, la disolución se filtró para obtener una disolución desfluorada y el residuo de filtro; el residuo de filtro se lavó dos veces con agua pura, y el agua lavada se combinó en la disolución desfluorada para obtener un total de 1,6 l de disolución desfluorada; 5
(5) Recuperación del residuo de filtro para preparar fluoroaluminato de sodio de alta pureza: después de que el residuo de filtro de la etapa (4) se convirtiera en pulpa con agua pura, se añadió disolución de hidróxido de sodio con una concentración de masa del 30 % para ajustar el pH a 14 y se hizo reaccionar durante 20 minutos en las condiciones de velocidad de agitación de 400 r. p. m. y temperatura de 90 °C; la disolución se filtró después de la reacción para obtener un filtrado y un residuo insoluble; el residuo insoluble se transfirió a (3) para la lixiviación con ácido y disolución; se añadió el ácido sulfúrico con una concentración de masa del 10 % al filtrado con una bomba peristáltica a una velocidad de flujo de 1,0 ml/min; la reacción se realizó a una velocidad de agitación de 200 r. p. m. y temperatura de 60 °C; la agitación se detuvo hasta que el pH de la disolución fue estable a 6,0, la disolución se envejeció durante 18 h, después se filtró. El residuo de filtro se lavó con agua pura 3 veces, y se secó para obtener fluoroaluminato de sodio de alta pureza.
Ejemplo 3
Un método para retirar y recuperar eficientemente flúor de baterías de litio de desecho, el proceso específico fue:
(1) Pretratamiento: después de la descarga, la batería de litio residual se desmontó, se rompió, se clasificó y se tamizó para obtener polvo de batería y residuos de aluminio;
(2) Preparación de agente de desfluoración basado en aluminio: después de que el residuo de aluminio se rompiera finamente, se hizo pasar a través de un tamiz de malla 100 (100 mesh) para obtener polvo de residuo de aluminio; el polvo de residuo de aluminio obtenido se mezcló con disolución de hidróxido de sodio al 20 % basada en una razón sólido-líquido de 1:3 g/ml, se agitó y se hizo reaccionar durante 50 min a 65 °C; la disolución se filtró a obtener un residuo insoluble y una disolución de metaaluminato de sodio después de la reacción; el residuo insoluble se transfirió a la etapa (3) para la lixiviación con ácido y disolución; se añadió ácido sulfúrico con una concentración de masa del 15 % a la disolución de metaaluminato de sodio con una bomba peristáltica a la velocidad de flujo de 1,5 ml/min, en donde la temperatura de reacción fue de 85 °C, la velocidad de agitación fue de 250 r. p. m.; y se evaporó una cantidad apropiada de agua para concentrar la disolución hasta que la concentración de ion de aluminio en la disolución se concentró hasta 1,0 g/l, y el pH fue estable a 2,50; después de que la disolución se volviera transparente, se detuvo la agitación para obtener un agente de desfluoración que contenía ion de aluminio;
(3) Lixiviación de polvo de batería y retirada de impurezas: el polvo de batería en la etapa (1) se convirtió en pulpa con agua pura, y después se lixivió con ácido sulfúrico y peróxido de hidrógeno, después de eliminar las impurezas, se obtuvo una disolución purificada que contenía flúor, el contenido de componentes se mostró en la tabla 3;
Tabla 3 Contenido de componentes de la disolución purificada que contiene flúor (g/l)
(4) Añadir cristal semilla de fluoroaluminato de sodio para inducir la retirada de fluoruro: Se añadió cristal semilla de fluoroaluminato de sodio 2 g/l a 1,0 l de disolución purificada que contiene flúor de antemano; y después se añadió el agente de desfluoración de la etapa (3), y la cantidad del agente de desfluoración añadido se determinó basándose en la razón molar de aluminio en el agente de desfluoración con respecto a flúor en la disolución purificada que contiene flúor como 1,2:6; y se introdujo disolución de carbonato sodio con una concentración de masa del 12 % a través de una bomba peristáltica a una velocidad de flujo de 1 ml/min en
las condiciones de velocidad de agitación de 80 r. p. m. y temperatura de 50 °C; la reacción se llevó a cabo durante 70 minutos, el pH en el punto final de la reacción se controló a 5,5; después de la reacción, la disolución se filtró para obtener la disolución desfluorada y el residuo de filtro; el residuo de filtro se lavó dos veces con agua pura, y el agua lavada se combinó en la disolución desfluorada para obtener un total de 1,561 de disolución desfluorada;
(5) Recuperación del residuo de filtro para preparar fluoroaluminato de sodio de alta pureza: después de que el residuo de filtro en la etapa (4) se convirtiera en pulpa con agua pura, se añadió disolución de hidróxido de sodio con una concentración de masa del 25 % para ajustar el pH a 12 y se hizo reaccionar durante 30 minutos en las condiciones de velocidad de agitación de 300 r. p. m. y temperatura de 85 °C; la disolución se filtró después de la reacción para obtener un filtrado y un residuo insoluble; el residuo insoluble se transfirió a (3) para la lixiviación con ácido y disolución; se añadió el ácido sulfúrico con una concentración de masa del 5 % al filtrado con una bomba peristáltica a una velocidad de flujo de 2,0 ml/min; la reacción se realizó a una velocidad de agitación de 180 r. p. m. y temperatura de 50 °C; la agitación se detuvo hasta que el pH de la disolución fue estable a 6,5, la disolución se envejeció durante 15 h, después se filtró. El residuo de filtro se lavó con agua pura 3 veces, y se secó para obtener fluoroaluminato de sodio de alta pureza.
Ejemplo comparativo 1
Un método para retirar el flúor de la disolución de lixiviación de una batería de litio residual, el proceso específico fue el siguiente:
(1) Pretratamiento: después de la descarga, la batería de litio residual se desmontó, se rompió, se clasificó y se tamizó para obtener polvo de batería;
(2) Lixiviación de polvo de batería y retirada de impurezas: el polvo de batería en la etapa (1) se convirtió en pulpa con agua pura, y después se lixivió con ácido sulfúrico y peróxido de hidrógeno; después de la retirada de impurezas, se obtuvo una disolución purificada que contiene flúor; el contenido de componentes se mostró en la tabla 4;
Tabla 4 Contenido de componentes de la disolución purificada que contiene flúor (g/l)
(3) Añadir hidróxido de calcio para retirar el flúor: se añadió 3,0 veces la cantidad teórica de hidróxido de calcio requerida para reaccionar con flúor a 0,5 l de disolución purificada que contiene flúor; se agitó y se hizo reaccionar a 60 °C durante 90 minutos; se añadió ácido sulfúrico al 15 % para mantener el pH de la disolución a 5,5; después de la reacción, se filtró para obtener una disolución desfluorada y un residuo de filtro; el residuo de filtro se lavó dos veces con agua pura, y el agua lavada se combinó en la disolución desfluorada para obtener un total de 2,3 l de disolución desfluorada;
(4) Purificación del residuo desfluorado: el residuo desfluorado de la etapa (3) se convirtió en pulpa con agua pura, se añadió ácido sulfúrico al 20 % para ajustar el pH a 1,5, y se hizo reaccionar durante 40 min en las condiciones de velocidad de agitación de 300 r. p. m. y temperatura de 85 °C; después de la reacción, la disolución se filtró para obtener un filtrado y un residuo insoluble; el residuo insoluble se lavó 3 veces con agua pura, y el agua lavada se combinó en el filtrado, y el filtrado se transfirió a (2) para la formación de pulpa de polvo de batería, y el residuo insoluble se lavó y se secó para obtener fluoruro de calcio purificado.
Ejemplo de prueba
La tabla 5 muestra la comparación del rendimiento de retirada de flúor entre los ejemplos 1-3 y el ejemplo comparativo 1. Los datos específicos se obtuvieron sometiendo a prueba con un electrodo selectivo de ion fluoruro y equipo de ICP-AES.
Tabla 5 Comparación del rendimiento de retirada de flúor del agente de desfluoración entre los ejemplos y el ejemplo comparativo.
CiVi C2V2
x 100%
en donde, la tasa de retirada de flúor ClVl (C1 y V1 son la concentración de flúor y el volumen de la disolución purificada que contiene flúor, respectivamente, y C2 y V2 son la concentración de flúor y el volumen de la disolución desfluorada).
Puede observarse a partir de la tabla 5 que la concentración de flúor de la disolución desfluorada en los ejemplos fue inferior a 0,02 g/l, el ion de aluminio introducido después de la retirada de flúor fue de menos de 0,001 g/l y la tasa de retirada de flúor es tan alta como el 99 %. Después de la purificación, el residuo desfluorado puede convertirse en fluoroaluminato de sodio con una pureza de hasta el 97 %. En comparación con el ejemplo comparativo, el efecto de retirada de flúor en los ejemplos es obviamente mejor. El residuo purificado (por ejemplo, fluoruro de calcio) del ejemplo comparativo 1 en la tabla tiene una pureza menor. Esto se debe a que cuando se usa hidróxido de calcio para retirar el flúor, no solo se forma fluoruro de calcio, sino también sulfato de calcio, por lo tanto, la pureza del fluoruro de calcio producido no es alta.
Los ejemplos de la presente divulgación se describieron en detalle anteriormente con referencia a los dibujos adjuntos, pero la presente divulgación no se limita a los ejemplos descritos. Dentro del alcance del conocimiento que posee el experto habitual en la técnica, pueden hacerse diversas modificaciones sin apartarse del propósito de la presente invención. Además, en el caso de que no haya conflicto, los ejemplos de la presente invención y las características de los ejemplos pueden combinarse entre sí.
Claims (10)
1. Método para retirar eficientemente flúor de baterías de litio de desecho, que comprende las siguientes etapas:
S1: mezclar aluminio con disolución de hidróxido de sodio para la reacción para obtener disolución de metaaluminato de sodio;
S2: introducir ácido sulfúrico en la disolución de metaaluminato de sodio, agitar y hacer reaccionar a una determinada temperatura para obtener un agente de desfluoración;
S3: añadir cristales semilla de fluoroaluminato de sodio y el agente de desfluoración a una disolución de lixiviación de polvo de batería con impurezas retiradas, e introducir disolución de carbonato de sodio al mismo tiempo, hacer reaccionar a una determinada temperatura y controlar el pH al final de la reacción, realizar separación sólido-líquido después de completar la reacción para obtener la disolución desfluorada y residuo de filtro;
S4: añadir disolución de hidróxido de sodio al residuo de filtro para la reacción, y realizar separación sólido-líquido para obtener un filtrado que contiene aluminio y flúor y un residuo insoluble.
2. Método según la reivindicación 1, en el que en la etapa S1, el aluminio es polvo de residuo de aluminio recuperado de baterías de litio de desecho.
3. Método según la reivindicación 1, en el que en la etapa S2, la temperatura de reacción es de 80-95 °C, preferiblemente, la velocidad de agitación es de 150-300 r. p. m..
4. Método según la reivindicación 1, en el que en la etapa S2, se evapora una cantidad apropiada de agua para concentrar la disolución de reacción durante la reacción, hasta que la concentración de ion de aluminio en la disolución de reacción se controla a 0,8 1,5 g/l, y el pH al final de la reacción se controla a 2,0-3,0.
5. Método según la reivindicación 1, en el que en la etapa S3, la disolución de lixiviación de polvo batería con impurezas retiradas se prepara mediante el siguiente proceso: convertir en pulpa el polvo de batería de desecho con agua, lixiviar con ácido sulfúrico
y peróxido de hidrógeno, y retirar impurezas.
6. Método según la reivindicación 1, en el que en la etapa S3, la cantidad de adición del cristal semilla de fluoroaluminato de sodio es de 1-3 g/l; preferiblemente, la cantidad de adición del agente de desfluoración se determina basándose en la razón molar de aluminio en el agente de desfluoración con respecto a flúor en la disolución de lixiviación de polvo de batería como (1-1,5):6.
7. Método según la reivindicación 1, en el que en la etapa S3, la concentración de masa de la disolución de carbonato de sodio es del 10-15 %, preferiblemente, la velocidad de flujo de la disolución de carbonato de sodio introducida es de 0,5-2,0 ml/min.
8. Método según la reivindicación 1, en el que en la etapa S3, la temperatura de reacción es de 40-60 °C; preferiblemente, y el tiempo de reacción es de 60-90 min; preferiblemente, el pH al final de la reacción se controla a 5,0-5,5.
9. Método según la reivindicación 1, en el que la etapa S4 comprende además preparar el filtrado que contiene aluminio y flúor para dar fluoroaluminato de sodio: introducir ácido sulfúrico diluido en el filtrado que contiene aluminio y flúor, agitar a una determinada temperatura y controlar el pH al final de la reacción, dejar de agitar después de que el pH de la disolución sea estable, envejecer la disolución durante un período de tiempo, después filtrar y lavar el residuo de filtro con agua, y secar para obtener fluoroaluminato de sodio.
10. Método según la reivindicación 1, en el que en la etapa S4, la concentración de masa de la disolución de hidróxido de sodio es del 20-30 %; preferiblemente, la temperatura de reacción después de la adición de la disolución de hidróxido de sodio al residuo de filtro es de 80-90 °C, y el tiempo de reacción es de 20-40 min.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111144865.1A CN113957254B (zh) | 2021-09-28 | 2021-09-28 | 废旧锂电池高效除氟的方法 |
| PCT/CN2022/090070 WO2023050804A1 (zh) | 2021-09-28 | 2022-04-28 | 废旧锂电池高效除氟的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2956182A2 true ES2956182A2 (es) | 2023-12-14 |
Family
ID=79462506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES202390153A Pending ES2956182A2 (es) | 2021-09-28 | 2022-04-28 | Método para retirar eficientemente flúor de una batería de litio gastada |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240158887A1 (es) |
| CN (1) | CN113957254B (es) |
| DE (1) | DE112022001073T5 (es) |
| ES (1) | ES2956182A2 (es) |
| HU (1) | HUP2300350A1 (es) |
| WO (1) | WO2023050804A1 (es) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113957254B (zh) * | 2021-09-28 | 2022-11-15 | 广东邦普循环科技有限公司 | 废旧锂电池高效除氟的方法 |
| CN114590829A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-06-07 | 郑州中科新兴产业技术研究院 | 一种含铝锂固废资源化回收利用方法 |
| WO2024037272A1 (zh) * | 2023-07-19 | 2024-02-22 | 广东邦普循环科技有限公司 | 一种三元电池粉浸出方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2927255B2 (ja) * | 1996-11-11 | 1999-07-28 | 日本電気株式会社 | フッ素含有廃水の処理方法 |
| JP5847742B2 (ja) * | 2013-02-18 | 2016-01-27 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 廃正極材及び廃電池からの金属回収方法 |
| CN106521186A (zh) * | 2016-11-15 | 2017-03-22 | 云南驰宏锌锗股份有限公司 | 一种采用铝酸钠在锌溶液中除氟的新方法 |
| CN110994062A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-04-10 | 湖南邦普循环科技有限公司 | 一种废旧锂离子电池前段除氟的回收方法 |
| CN111139367A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-12 | 江西赣锋循环科技有限公司 | 一种废旧电池回收LiCl溶液深度除氟的方法 |
| CN111498878A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-08-07 | 蒋达金 | 一种废旧六氟磷酸锂的资源化利用方法 |
| CN112079371A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-12-15 | 湖南邦普循环科技有限公司 | 一种镍钴锰溶液中除氟的回收方法 |
| CN113957254B (zh) * | 2021-09-28 | 2022-11-15 | 广东邦普循环科技有限公司 | 废旧锂电池高效除氟的方法 |
-
2021
- 2021-09-28 CN CN202111144865.1A patent/CN113957254B/zh active Active
-
2022
- 2022-04-28 WO PCT/CN2022/090070 patent/WO2023050804A1/zh active Application Filing
- 2022-04-28 DE DE112022001073.8T patent/DE112022001073T5/de active Pending
- 2022-04-28 US US18/282,235 patent/US20240158887A1/en active Pending
- 2022-04-28 ES ES202390153A patent/ES2956182A2/es active Pending
- 2022-04-28 HU HU2300350A patent/HUP2300350A1/hu unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023050804A1 (zh) | 2023-04-06 |
| CN113957254A (zh) | 2022-01-21 |
| US20240158887A1 (en) | 2024-05-16 |
| DE112022001073T5 (de) | 2023-12-07 |
| CN113957254B (zh) | 2022-11-15 |
| HUP2300350A1 (hu) | 2024-01-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2956182A2 (es) | Método para retirar eficientemente flúor de una batería de litio gastada | |
| WO2021047352A1 (zh) | 三元电池废料综合回收中的锰锂分离和萃前液制备工艺以及从三元电池废料中综合回收钴镍锰锂元素的方法 | |
| CN102285673B (zh) | 一种从电动汽车磷酸铁锂动力电池中回收锂和铁的方法 | |
| CN104393364B (zh) | 一种从废旧铅酸电池直接湿法制备PbO的方法 | |
| CN107653378A (zh) | 一种废旧镍钴锰锂离子电池中有价金属的回收方法 | |
| WO2013118300A1 (ja) | リチウムの回収方法 | |
| CN110371943B (zh) | 一种镍钴锰酸锂和磷酸铁锂混合废料的选择性回收工艺 | |
| CN104241724A (zh) | 一种从锂离子电池回收物制备电池级碳酸锂的方法 | |
| JP2000015216A (ja) | リチウムイオン２次電池からの正極活物質の再生方法 | |
| CN105895983A (zh) | 一种循环式湿法制备高纯PbO的方法 | |
| KR102085016B1 (ko) | 황산 이온 불순물을 제거하는 탄산리튬의 정제 방법 | |
| KR101178768B1 (ko) | 리튬전지 양극활물질로부터의 리튬 회수 방법 | |
| CN109097581A (zh) | 废旧镍钴锰锂离子电池中有价金属的回收方法 | |
| CN106785159A (zh) | 一种含镍钴锂电池正极材料的回收方法 | |
| WO2023071353A1 (zh) | 去除锂电池正极浸出液中氟的方法 | |
| CN108569711A (zh) | 从铝电解高锂电解质废弃物中提取锂盐制备碳酸锂的方法 | |
| CN111180819B (zh) | 一种电池级Ni-Co-Mn混合液和电池级Mn溶液的制备方法 | |
| WO2023050805A1 (zh) | 一种废旧锂电池中除氟的方法 | |
| CN109022784B (zh) | 一种从铜电解液除去铋、砷、锑的方法 | |
| WO2023051728A1 (zh) | 从含锂溶液中回收锂的方法 | |
| WO2024055520A1 (zh) | 硫酸锂料液回收制备氢氧化锂的方法 | |
| KR20230066307A (ko) | 리튬 화합물의 제조방법 | |
| CN113998742A (zh) | 镍钴锰三元锂电池的回收利用方法 | |
| CN105858717B (zh) | 一种纳米级四碱式硫酸铅蓄电池添加剂的制备方法 | |
| TW202243308A (zh) | 陰極活性材料前驅體的製備方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2956182 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A2 Effective date: 20231214 |