ES2957794A1

ES2957794A1 - Procedimiento para recuperar suspensión de batería de litio y dispositivo para recuperar el mismo

Info

Publication number: ES2957794A1
Application number: ES202390091A
Authority: ES
Inventors: Peichao Ning; Changdong Li; You Zhou; Qiang Li; Dingshan Ruan; Song Chen
Original assignee: Hunan Brunp Recycling Technology Co Ltd; Guangdong Brunp Recycling Technology Co Ltd; Hunan Bangpu Automobile Circulation Co Ltd
Current assignee: Hunan Brunp Recycling Technology Co Ltd; Guangdong Brunp Recycling Technology Co Ltd; Hunan Bangpu Automobile Circulation Co Ltd
Priority date: 2021-07-15
Filing date: 2022-06-06
Publication date: 2024-01-25
Also published as: GB2619867A; MA61495A1; US11894531B2; CN113648670A; DE112022000225T5; US20230395888A1; GB202314824D0; WO2023284440A1; CN113648670B

Abstract

Procedimiento para recuperar suspensión de batería de litio y dispositivo para recuperar el mismo. Un procedimiento para recuperar suspensión de batería de litio, comprendiendo el procedimiento: pretratar la suspensión de batería de litio, y luego someter la suspensión de batería de litio pretratado a secado por pulverización centrífuga para separar una fase sólida y un solvente. Un dispositivo para la recuperación de suspensiones de baterías de litio es un sistema de secado por pulverización centrífuga y comprende una cámara (100) de pulverización, un separador (200) ciclónico, un condensador (400), un tanque (500) de almacenamiento de condensado y una torre (600) de rectificación; el sistema mejora los dispositivos de secado por pulverización centrífuga originales y está diseñado para combinar los procesos de secado por pulverización centrífuga y recuperación de condensación de NMP, de modo que la NMP se puede recuperar directamente después de la separación del material del electrodo positivo y la NMP.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para recuperar suspensión de batería de litio y dispositivo para recuperar el mismo

CAMPO TÉCNICO

La presente invención pertenece al campo técnico del reciclaje de material de baterías, y específicamente se refiere a un procedimiento de recuperación para una suspensión de batería de litio de desecho que contiene NMP y un dispositivo para la recuperación de la misma.

ANTECEDENTES

El proceso de producción de baterías de litio se puede dividir en tres etapas, es decir, una etapa de producción de placas de electrodos, una etapa de producción de celdas y una etapa de ensamblaje de baterías. En la primera etapa, para formar una placa de electrodo, el material del cátodo debe unirse a una lámina de aluminio mediante PVDF como aglutinante. El PVDF, que es un polvo sólido, debe disolverse en NMP y mezclarse con el material del cátodo para formar una suspensión estable. Al preparar y recubrir la suspensión, las variaciones en factores tales como el medio ambiente, las materias extrañas y la viscosidad pueden conducir al fallo de la suspensión, es decir, la suspensión no se puede recubrir normalmente. La suspensión contiene una gran cantidad de metales valiosos como Li, Ni, Co, Mn y contiene aproximadamente un 20 % en peso de N-metilpirrolidona (NMP), que vale la pena recuperar desde un punto de vista económico. En los últimos años, los precios de las materias primas metálicas y NMP han ido aumentando año tras año, por lo que es particularmente importante recuperar la suspensión para el control de costes de las materias primas de las baterías de litio. A menudo existen aglomeraciones en la suspensión de la batería de litio de desecho y, en el proceso de producción de las placas de electrodos, se pueden incorporar a la suspensión algunas materias extrañas como bolsas de plástico, clavos de acero, guantes de hilo, guantes desechables y trapos para limpiar y reparar el máquina de recubrimiento y máquinas relacionadas. Tales materias extrañas suelen estar ocultas en la suspensión aglomerada y, por lo tanto, son difíciles de eliminar manualmente, lo que afecta el suministro de suspensión mediante una bomba de sifón. Como resultado, el llenado de suspensión debe realizarse manualmente, lo que aumentará considerablemente el coste del tratamiento y también contaminará el medio ambiente. Desde un punto de vista medioambiental, desechar la suspensión de la batería de litio de desecho dañará gravemente el medio ambiente. Por lo tanto, la recuperación de suspensiones de NMP no solo realiza un circuito cerrado de la industria de las baterías de litio, sino que también protege el medio ambiente.

En la actualidad, la tecnología central de la recuperación de suspensión NMP es la separación sólido-líquido de la suspensión, cuyos procedimientos son principalmente separación centrífuga, separación de prensa de filtro de floculación y similares. La técnica relacionada divulga un procedimiento para recuperar la suspensión de cátodo de batería de litio residual en el que se usa una centrífuga para realizar la separación sólido-líquido. Sin embargo, este procedimiento tiene una eficiencia baja, una capacidad de procesamiento pequeña y un efecto centrífugo deficiente y, por lo tanto, no es propicio para la aplicación industrial. La técnica relacionada también divulga un procedimiento para tratar el líquido catódico de batería de litio residual y sus aplicaciones. En este procedimiento, el líquido del cátodo de desecho se inyecta en un tanque de tratamiento y luego se le agrega un floculante. Después de agitar y dejar reposar, el líquido sobrenadante se somete directamente a un tratamiento de aguas residuales y los precipitados se mezclan uniformemente con tierra de diatomeas. Finalmente, la suspensión de diatomita formada se filtra por presión para obtener un filtrado y un residuo del filtro. Sin embargo, la floculación y el filtro-prensado son complicados y fáciles de introducir impurezas.

SUMARIO

La presente invención pretende solucionar al menos uno de los problemas técnicos mencionados anteriormente existentes en el estado de la técnica. En consecuencia, la presente invención proporciona un procedimiento de recuperación para una suspensión de batería de litio y un dispositivo para recuperarla, que puede mejorar la eficiencia para tratar la suspensión de batería de litio residual.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento de recuperación para una suspensión de batería de litio, comprendiendo el procedimiento de recuperación:

realizar un pretratamiento en una suspensión de batería de litio; y

realizar un secado por pulverización centrífuga en una suspensión de batería de litio pretratada para separar una fase sólida de un solvente.

En algunas realizaciones de la presente invención, el pretratamiento comprende la molienda con bolas.

En algunas realizaciones de la presente invención, la molienda de bolas se realiza en una proporción de bola a material de (5-50):1 a una velocidad de rotación de 300 r/min a 1000 r/min. Además, la molienda con bolas se realiza en las siguientes condiciones: la concentración de molienda es del 60 % al 80 %, el tiempo de molienda con bolas es de 10 min a 30 min y la tasa de llenado es del 30 % al 45 %.

En algunas realizaciones de la presente invención, antes de la molienda con bolas, el procedimiento de recuperación comprende además una etapa de trituración de la suspensión. Usando el proceso de trituración seguido por la molienda de bolas, se puede superar la dificultad en el tratamiento de las aglomeraciones de suspensión.

En algunas realizaciones de la presente invención, la trituración se realiza utilizando una trituradora de doble árbol, y los parámetros de trabajo de la trituradora de doble árbol son los siguientes: la distancia entre cuchillas es de 10 mm a 50 mm y la velocidad de rotación es de 100 r /min a 500 r/min.

En algunas realizaciones de la presente invención, después de la molienda con bolas, el procedimiento de recuperación comprende además una etapa de tamizado; y el tamizado se realiza con un tamiz de malla 100 a 300. El tamizado puede eliminar materias extrañas como bolsas de plástico, clavos de acero, guantes de hilo, guantes desechables y trapos.

En algunas realizaciones de la presente invención, el procedimiento de recuperación comprende además ajustar un valor de pH de la suspensión de batería de litio pretratada antes del secado por pulverización centrífuga con la condición de que el disolvente de la suspensión de batería de litio comprenda NMP.

En algunas realizaciones de la presente invención, el valor de pH se ajusta a un intervalo de 7,0 a 8,0. Además, un agente de ajuste del pH usado para ajustar el valor del pH es de 0,1 mol/la 0,5 mol/l de ácido sulfúrico. El ajuste del valor de pH puede prevenir la hidrólisis de NMP. Antes del ajuste del valor de pH, el valor de pH de la suspensión es de aproximadamente 12,5. En tal ambiente alcalino, los tres átomos de C adyacentes al átomo de N en la molécula de NMP pueden activarse. El átomo de C activado en C=O puede provocar directamente la hidrólisis de apertura del anillo de NMP para generar ácido N-metil-4-aminobutírico, y los átomos de C activados en el grupo metileno y el grupo metilo adyacente al átomo de N pueden sufrir una reacción de oxidación para generar peróxidos, que son inestables y fáciles de generar grupos hidroxilo, es decir, para generar 5-HNMP y NHMP. También en un entorno tan alcalino, 5-HNMP y NHMP son fáciles de someter a hidrólisis de apertura de anillo para generar ácido N-metil-4-hidroxiaminobutírico y ácido N-hidroximetil-4-aminobutírico. Por último, los tres hidrolizados de NMP pueden sufrir reacciones de polimerización para formar polímeros de amida o éster.

En algunas realizaciones de la presente invención, el secado por pulverización centrífuga se realiza a una temperatura de 150 °C a 300 °C; preferentemente, con un caudal de alimentación de 800 L/h a 1500 L/h; y preferiblemente, a una velocidad centrífuga de 8000 r/min a 25000 r/min.

En algunas realizaciones de la presente invención, el procedimiento de recuperación comprende, además: condensar y purificar una fase gaseosa generada por el secado por pulverización centrífuga. Además, la purificación es la rectificación.

En algunas realizaciones de la presente invención, el procedimiento de recuperación comprende, además: calcinar la fase sólida. La fase sólida es polvo de material catódico. El polvo del material del cátodo se puede utilizar como materia prima para la lixiviación después de la calcinación. Las sustancias orgánicas dentro de la fase sólida pueden eliminarse mediante la calcinación.

En algunas realizaciones de la presente invención, la calcinación se realiza a una temperatura de 600 °C a 1000 °C durante 1 hora a 2 horas.

En algunas realizaciones preferidas de la presente invención, el procedimiento de recuperación se realiza en las siguientes etapas:

S1: trituración aproximada de una suspensión de batería de litio de desecho que contiene NMP y, a continuación, molienda con bolas para obtener una suspensión molida con bolas;

S2: tamizado de la suspensión molida con bolas y ajustar el valor de pH de la suspensión que pasa a través del tamiz;

S3: secado por pulverización centrífuga de la suspensión con pH ajustado para obtener un polvo sólido y condensación y purificación de la NMP en fase gaseosa.

La presente invención también proporciona un sistema centrífugo de secado por pulverización para el procedimiento de recuperación, que comprende una cámara de pulverización, un separador de flujo de remolino, un condensador, un tanque de almacenamiento de condensado y una torre de rectificación. La cámara de pulverización está provista de una boquilla centrífuga situada en la parte superior de la cámara de pulverización y provista de una entrada de aire caliente y una salida de aire caliente situadas respectivamente a ambos lados de la cámara de pulverización. La salida de aire caliente está conectada a una entrada del separador de flujo de remolino. El separador de flujo de remolino, el condensador, el tanque de almacenamiento de condensado y la torre de rectificación están conectados en secuencia. Durante el funcionamiento del sistema, la suspensión se centrifuga a alta velocidad a través de la boquilla centrífuga. La NMP y el agua en la suspensión se evaporan rápida o instantáneamente bajo la acción del aire caliente con temperatura variable. La fase sólida y la fase gaseosa ingresan al separador de flujo de remolino para su separación. La fase gaseosa se condensa a través del condensador para formar el condensado NMP, que se almacena temporalmente en el tanque de almacenamiento de condensado. El condensado es purificado por la torre de rectificación para formar una fase orgánica NMP pura y una fase acuosa.

En algunas realizaciones de la presente invención, se conecta un filtro de bolsa entre el separador de flujo de remolino y el condensador. El polvo con una densidad menor ingresará al filtro de bolsa y será absorbido por el filtro de bolsa.

Una realización preferida de la presente invención tiene al menos los siguientes efectos beneficiosos:

1. Apuntando a problemas como la baja eficiencia centrífuga, el complicado proceso de filtro prensa de floculación, la introducción de impurezas en el proceso principal convencional, como los procesos de sedimentación por floculación y calcinación centrífuga, la presente invención adopta el proceso de pulverización centrífuga para resolver estos problemas de manera efectiva. Mediante pulverización centrífuga, el material del cátodo se puede separar completa y eficientemente de la NMP, se puede aumentar la capacidad de procesamiento, se puede realizar la alimentación y descarga continuas y se puede expandir la escala de procesamiento. No se introducirán elementos de impureza en el proceso, lo que dará como resultado una pureza mejorada de NMP, una operación simplificada, un coste de procesamiento reducido y una contaminación ambiental reducida, lo que puede generar enormes beneficios económicos y generar excelentes perspectivas de aplicación industrial.

2. El sistema de secado por pulverización centrífuga de la presente invención es una mejora del dispositivo de secado por pulverización centrífuga convencional y está diseñado en combinación con el proceso de secado por pulverización centrífuga y recuperación de condensación de NMP, de modo que la NMP se puede recuperar directamente después de que el material del cátodo se haya eliminado separado del NMP, la eficiencia de procesamiento es alta y se puede realizar una producción continua.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La presente invención se describirá adicionalmente a continuación junto con los dibujos y realizaciones.

La figura 1 es una vista esquemática de una estructura general de un sistema de secado por pulverización centrífuga en el Ejemplo 1 de la presente invención.

La figura 2 es una imagen de morfología microscópica electrónica de barrido (SEM) de un material sólido seco en el Ejemplo 2 de la presente invención.

La figura 3 es un diagrama infrarrojo de transformada de Fourier (FT-IR) de un condensado de NMP en el Ejemplo 3 de la presente invención.

Números de referencia: cámara 100 de pulverización, boquilla 110 centrífuga, entrada 120 de aire caliente, salida 130 de aire caliente, separador 200 de flujo de remolino, filtro 300 de bolsa, condensador 400, tanque 500 de almacenamiento de condensado, torre 600 de rectificación, colector 700 de fase de agua, colector 800 NMP.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES

Las soluciones técnicas y los efectos de las mismas se describirán clara y completamente en las realizaciones de la presente invención para hacer más claros los objetos, características técnicas y ventajas de la presente solicitud. Aparentemente, las realizaciones descritas son simplemente una parte en lugar de todas las realizaciones de la presente invención. Basándose en las realizaciones de la presente invención, otras realizaciones obtenidas por un experto en la materia basándose en las realizaciones de la presente invención sin esfuerzos creativos estarán dentro del alcance de protección de la presente invención.

Ejemplo 1

Un sistema centrífugo de secado por pulverización consta de una cámara 100 de pulverización, dos separadores 200 de flujo de remolino, un filtro 300 de bolsa, un condensador 400, un tanque 500 de almacenamiento de condensado, una torre 600 de rectificación, un colector 700 de fase acuosa y un colector 800 NMP. La cámara 100 de pulverización está provista de una boquilla 110 centrífuga ubicada en la parte superior de la cámara 100 de pulverización, y provista de una entrada 120 de aire caliente y una salida 130 de aire caliente respectivamente ubicadas a ambos lados de la cámara 100 de pulverización. La salida 130 de aire caliente está conectada a una entrada de un separador 200 de flujo de remolino. Los separadores 200 de flujo de remolino, el filtro 300 de bolsa, el condensador 400, el tanque 500 de almacenamiento de condensado y la torre 600 de rectificación están conectados en secuencia.

Un procedimiento de recuperación para una suspensión de baterías de litio de desecho que contiene NMP, que comprende las siguientes etapas:

S1: Se tomaron 1000 L de suspensión de desecho de NMP para una trituración aproximada mediante el uso de una trituradora de doble árbol con una distancia entre cuchillas de 50 mm a una velocidad de rotación de 100 r/min, y luego la suspensión de desecho de NMP se sometió a molienda de bolas en un molino de bolas. durante 15 minutos en las siguientes condiciones: una velocidad de rotación de 300 r/min, una relación bola-material de 15:1, una concentración de molienda del 60 % y una tasa de llenado del 30 %;

S2: una suspensión después de la molienda de bolas se tamizó a través de un tamiz de malla 100 para eliminar sustancias extrañas, y el valor de pH de la suspensión se ajustó a aproximadamente 7,0 con ácido sulfúrico diluido 0,3 mol/L; y

S3: se bombeó una suspensión de pH ajustado al sistema de secado por pulverización centrífuga, los parámetros del sistema se controlaron de la siguiente manera: la temperatura de la entrada de aire caliente fue de 150 °C, la velocidad de alimentación fue de 800 L/h, la velocidad centrífuga fue de 8000 r/min, la temperatura de la salida de aire caliente era de 150 °C; la suspensión se centrifugó a alta velocidad a través de la boquilla centrífuga; la NMP y el agua en la suspensión se evaporaron rápida o instantáneamente bajo la acción del aire caliente; una fase sólida y una fase gaseosa entraron ambas en los dos separadores de flujo de remolino para su separación, y un material en polvo con una densidad relativamente pequeña en la fase sólida entró en el filtro de bolsa y fue absorbido por el filtro de bolsa; el condensador condensó la fase gaseosa para obtener un condensado de NMP que se almacenó temporalmente en el tanque de almacenamiento de condensado, y la torre de rectificación purificó el condensado para obtener una fase orgánica NMP pura y una fase acuosa; el material seco sólido obtenido se calcinó a 1000 °C durante 1 hora en una atmósfera de aire para eliminar las sustancias orgánicas del interior del material, de modo que un material calcinado pueda usarse como materia prima para un proceso húmedo.

Ejemplo 2

S1: Se tomaron 1000 L de suspensión de desecho de NMP para una trituración aproximada mediante el uso de una trituradora de doble árbol con una distancia entre cuchillas de 10 mm a una velocidad de rotación de 500 r/min, y luego la suspensión de desecho de NMP se sometió a molienda de bolas en un molino de bolas. durante 20 minutos en las siguientes condiciones: una velocidad de rotación de 700 r/min, una relación bola-material de 5:1, una concentración de molienda del 70 % y una tasa de llenado del 45 %;

S2: una suspensión después de la molienda de bolas se tamizó a través de un tamiz de malla 200 para eliminar sustancias extrañas, y el valor de pH de la suspensión se ajustó a aproximadamente 7,1 con ácido sulfúrico diluido 0,2 mol/L; y

S3: se bombeó una suspensión de pH ajustado al sistema de secado por pulverización centrífuga, los parámetros del sistema se controlaron de la siguiente manera: la temperatura de la entrada de aire caliente fue de 200 °C, la velocidad de alimentación fue de 1000 L/h, la velocidad centrífuga fue de 15000 r/min, la temperatura de la salida de aire caliente era de 100 °C; la suspensión se centrifugó a alta velocidad a través de la boquilla centrífuga; La NMP y el agua en la suspensión se evaporaron rápida o instantáneamente bajo la acción del aire caliente; una fase sólida y una fase gaseosa entraron ambas en los dos separadores de flujo de remolino para su separación, y un material en polvo con una densidad relativamente pequeña en la fase sólida entró en el filtro de bolsa y fue absorbido por el filtro de bolsa; el condensador condensó la fase gaseosa para obtener un condensado de NMP que se almacenó temporalmente en el tanque de almacenamiento de condensado, y la torre de rectificación purificó el condensado para obtener una fase orgánica pura de NMP y una fase acuosa; el material seco sólido obtenido se calcinó a 700 °C durante 1,5 horas en una atmósfera de aire para eliminar las sustancias orgánicas del interior del material, de modo que un material calcinado pueda usarse como materia prima para un proceso húmedo.

Ejemplo 3

S1: Se tomaron 1000 L de suspensión de desecho de NMP para una trituración aproximada mediante el uso de una trituradora de doble árbol con una distancia entre cuchillas de 30 mm a una velocidad de rotación de 300 r/min, y luego la suspensión de desecho de NMP se sometió a molienda de bolas en un molino de bolas. durante 30 minutos en las siguientes condiciones: una velocidad de rotación de 1000 r/min, una relación bola-material de 50:1, una concentración de molienda del 80 % y una tasa de llenado del 35 %;

S2: una suspensión después de la molienda de bolas se tamizó a través de un tamiz de malla 300 para eliminar sustancias extrañas, y el valor de pH de la suspensión se ajustó a aproximadamente 7,5 con ácido sulfúrico diluido 0,1 mol/L; y

S3: se bombeó una suspensión de pH ajustado al sistema de secado por pulverización centrífuga, los parámetros del sistema se controlaron de la siguiente manera: la temperatura de la entrada de aire caliente fue de 300 °C, la velocidad de alimentación fue de 1500 L/h, la velocidad centrífuga fue de 18000 r/min, la temperatura de la salida de aire caliente era de 150 °C; la suspensión se centrifugó a alta velocidad a través de la boquilla centrífuga; La NMP y el agua en la suspensión se evaporaron rápida o instantáneamente bajo la acción del aire caliente; una fase sólida y una fase gaseosa entraron ambas en los dos separadores de flujo de remolino para su separación, y un material en polvo con una densidad relativamente pequeña en la fase sólida entró en el filtro de bolsa y fue absorbido por el filtro de bolsa; el condensador condensó la fase gaseosa para obtener un condensado de NMP que se almacenó temporalmente en el tanque de almacenamiento de condensado, y la torre de rectificación purificó el condensado para obtener una fase orgánica pura de NMP y una fase acuosa; el material seco sólido obtenido se calcinó a 600 °C durante 2 horas en una atmósfera de aire para eliminar las sustancias orgánicas del interior del material, de modo que un material calcinado pueda usarse como materia prima para un proceso húmedo.

Ejemplo 4

Un sistema centrífugo de secado por pulverización consta de una cámara 100 de pulverización, dos separadores 200 de flujo de remolino, un filtro 300 de bolsa, un condensador 400, un tanque 500 de almacenamiento de condensado, una torre 600 de rectificación, un colector 700 de fase acuosa y un colector 800 NMP. La cámara 100 de pulverización está provista de una boquilla 110 centrífuga ubicada en la parte superior de la cámara 100 de pulverización, y provista de una entrada 120 de aire caliente y una salida 130 de aire caliente respectivamente ubicadas a ambos lados de la cámara 100 de pulverización.

La salida 130 de aire caliente está conectada a una entrada de un separador 200 de flujo de remolino. Los separadores 200 de flujo de remolino, el filtro 300 de bolsa, el condensador 400, el tanque 500 de almacenamiento de condensado y la torre 600 de rectificación están conectados en secuencia.

S1: Se tomaron 1000 L de suspensión de desecho de NMP para una trituración aproximada mediante el uso de una trituradora de doble árbol con una distancia entre cuchillas de 50 mm a una velocidad de rotación de 300 r/min, y luego la suspensión de desecho de NMP se sometió a molienda de bolas en un molino de bolas. durante 10 minutos en las siguientes condiciones: una velocidad de rotación de 1000 r/min, una relación bola-material de 50:1, una concentración de molienda del 80 % y una tasa de llenado del 30 %;

S2: una suspensión después de la molienda de bolas se tamizó a través de un tamiz de malla 100 para eliminar sustancias extrañas, y el valor de pH de la suspensión se ajustó a aproximadamente 8,0 con ácido sulfúrico diluido 0,5 mol/L; y

S3: se bombeó una suspensión de pH ajustado al sistema de secado por pulverización centrífuga, los parámetros del sistema se controlaron de la siguiente manera: la temperatura de la entrada de aire caliente fue de 200 °C, la velocidad de alimentación fue de 800 L/h, la velocidad centrífuga fue de 25000 r/min, la temperatura de la salida de aire caliente era de 100 °C; la suspensión se centrifugó a alta velocidad a través de la boquilla centrífuga; la NMP y el agua en la suspensión se evaporaron rápida o instantáneamente bajo la acción del aire caliente; una fase sólida y una fase gaseosa entraron ambas en los dos separadores de flujo de remolino para su separación; y un material en polvo con una densidad relativamente pequeña en la fase sólida entró en el filtro de bolsa y fue absorbido por el filtro de bolsa; el condensador condensó la fase gaseosa para obtener un condensado de NMP que se almacenó temporalmente en el tanque de almacenamiento de condensado, y la torre de rectificación purificó el condensado para obtener una fase orgánica NMP pura y una fase acuosa; el material seco sólido obtenido se calcinó a 1000 °C durante 1 hora en una atmósfera de aire para eliminar las sustancias orgánicas del interior del material, de modo que un material calcinado pueda usarse como materia prima para un proceso húmedo.

Ejemplo 5

S1: Se tomaron 1000 L de suspensión de desecho de NMP para una trituración aproximada mediante el uso de una trituradora de doble árbol con una distancia entre cuchillas de 15 mm a una velocidad de rotación de 500 r/min, y luego la suspensión de desecho de NMP se sometió a molienda de bolas en un molino de bolas. durante 30 minutos en las siguientes condiciones: una velocidad de rotación de 700 r/min, una relación bola-material de 10:1, una concentración de molienda del 75 % y una tasa de llenado del 45 %;

S2: una suspensión después de la molienda de bolas se tamizó a través de un tamiz de malla 300 para eliminar sustancias extrañas, y el valor de pH de la suspensión se ajustó a aproximadamente 7,0 con ácido sulfúrico diluido 0,3 mol/L; y

S3: se bombeó una suspensión de pH ajustado al sistema centrífugo de secado por pulverización, los parámetros del sistema se controlaron de la siguiente manera: la temperatura de la entrada de aire caliente fue de 300 °C, la velocidad de alimentación fue de 1000 L/h, la velocidad centrífuga fue de 15000 r/min, la temperatura de la salida de aire caliente era de 150 °C; la suspensión se centrifugó a alta velocidad a través de la boquilla centrífuga; La NMP y el agua en la suspensión se evaporaron rápida o instantáneamente bajo la acción del aire caliente; una fase sólida y una fase gaseosa entraron ambas en los dos separadores de flujo de remolino para su separación, y un material en polvo con una densidad relativamente pequeña en la fase sólida entró en el filtro de bolsa y fue absorbido por el filtro de bolsa; el condensador condensó la fase gaseosa para obtener un condensado de NMP que se almacenó temporalmente en el tanque de almacenamiento de condensado, y la torre de rectificación purificó el condensado para obtener una fase orgánica NMP pura y una fase acuosa; el material seco sólido obtenido se calcinó a 600 °C durante 1,5 horas en una atmósfera de aire para eliminar las sustancias orgánicas del interior del material, de modo que un material calcinado pueda usarse como materia prima para un proceso húmedo.

La Tabla 1 muestra el contenido de sólidos de la suspensión de residuos de NMP, la pureza del condensado de NMP, la pureza de la fase orgánica de NMP después de la eliminación del agua y el valor de pH y el contenido de impurezas de la fase orgánica de NMP en los Ejemplos 1 a 5.

Tabla 1

Puede verse en la Tabla 1 que el contenido sólido de la suspensión de residuos de NMP recuperada de acuerdo con la presente invención puede ser superior al 70 %, y el sólido obtenido es pulverulento, lo que indica que una suspensión con un contenido de sólidos relativamente alto puede recuperarse de acuerdo con la presente invención. Además, se puede observar que cuanto mayor sea el contenido de sólidos, mayor será la pureza del condensado de NMP. La pureza puede alcanzar el 90 % con un contenido de impurezas relativamente bajo, es decir, Ni Co Mn <1 ppm, lo que indica que la NMP recuperada solo necesita someterse a un tratamiento simple de destilación y purificación para obtener un 99,9 % o más de disolvente de NMP de grado electrónico. La NMP con una pureza relativamente alta puede simplificar el proceso posterior de eliminación de impurezas, reduciendo así el coste de recuperación.

La figura 2 es la imagen de morfología SEM del material sólido seco. Se puede observar que la morfología del material sólido es esférica, y existen flóculos en la superficie del material sólido, que son principalmente sustancias orgánicas y negro de carbón que pueden ser eliminados por calcinación.

La figura 3 muestra el espectro infrarrojo del condensado de NMP. Puede verse que el condensado de NMP (que corresponde a la leyenda "Condensado" en la figura) tiene picos de absorción característicos similares a los del NMP puro. Un pico de absorción relativamente obvio es el pico de absorción de -OH a unos 3400 cm-1, que corresponde al pico característico de H2O, lo que indica que el condensado de NMP tiene una pequeña cantidad de agua, que puede ser eliminada por la torre de rectificación. El "líquido original" en la figura representa suspensiones residuales sin tratar.

Las realizaciones de la presente invención se describen en detalle anteriormente junto con los dibujos adjuntos. La presente invención no se limita a las realizaciones mencionadas anteriormente. Se pueden realizar varios cambios dentro del alcance del conocimiento que posee un experto en la materia sin apartarse del concepto de la presente invención. Además, las realizaciones de la presente invención y las características de las realizaciones pueden combinarse arbitrariamente siempre que no haya contradicción en las características.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento de recuperación para una suspensión de batería de litio, que comprende: realizar un pretratamiento en una suspensión de batería de litio; y

2. El procedimiento de recuperación según la reivindicación 1, en el que el pretratamiento comprende la molienda con bolas.

3. El procedimiento de recuperación según la reivindicación 2, en el que la molienda de bolas se realiza en una proporción de bolas a material de (5-50):1 a una velocidad de rotación de 300 r/min a 1000 r/min.

4. El procedimiento de recuperación según la reivindicación 2, en el que antes de la molienda con bolas, el procedimiento de recuperación comprende además triturar la suspensión.

5. El procedimiento de recuperación según la reivindicación 2, en el que después de la molienda con bolas, el procedimiento de recuperación comprende además el tamizado; y el tamizado se realiza con un tamiz de malla 100 a 300.

6. El procedimiento de recuperación según la reivindicación 1, que comprende además ajustar un valor de pH de la suspensión de batería de litio pretratada antes del secado por pulverización centrífuga con la condición de que el disolvente de la suspensión de batería de litio comprenda NMP.

7. El procedimiento de recuperación de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el valor de pH se ajusta a un intervalo de 7,0 a 8,0.

8. El procedimiento de recuperación según la reivindicación 1, en el que el secado por pulverización centrífuga se realiza a una temperatura de 150 °C a 300 °C; preferiblemente, con una velocidad de alimentación de 800 L/ha 1500 L/h, y preferiblemente, a una velocidad centrífuga de 8000 r/min a 25000 r/min.

9. El procedimiento de recuperación de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además: condensar y purificar una fase gaseosa generada por el secado por pulverización centrífuga.

10. Un sistema centrífugo de secado por pulverización aplicado en el procedimiento de recuperación de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende una cámara de pulverización, un separador de flujo de remolino, un condensador, un tanque de almacenamiento de condensado y una torre de rectificación, en el que la cámara de pulverización está provista de una boquilla centrífuga. situado en una parte superior de la cámara de pulverización, y provisto de una entrada de aire caliente y una salida de aire caliente respectivamente situadas a ambos lados de la cámara de pulverización; la salida de aire caliente está conectada a una entrada del separador de flujo de remolino; y el separador de flujo de remolino, el condensador, el tanque de almacenamiento de condensado y la torre de rectificación están conectados en secuencia.