TWI843474B - 鋰電池黑粉均勻化方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係在提供一種鋰電池黑粉均勻化方法，其處理步驟如下：將鋰電池黑粉投入一溫度可控的反應槽內進行清洗；將清洗所得之固體進行一溫度可控的過濾；將所得之濾餅投入浮選槽內，用水將鋰電池黑粉調配成浮選礦漿，向浮選礦漿中加入碳捕集劑和起泡劑，得到碳產品和金屬鹽沉礦，若金屬鹽沉礦中碳成分＞0.5wt%則繼續投入浮選槽浮選，直至碳成分＜0.5wt%；將碳成分＜0.5wt%之金屬鹽沉礦進行磁選，以去除其中所含之鐵成分；將所得之產物進行渦電流分選，以去除其中所含之鋁成分；所得之固體即為含鋰、錳、鈷、鎳成分之金屬鹽精礦，可進行後續有價金屬的提取及化學精煉處理。
Description
本發明係有關於一種鋰電池黑粉均勻化方法，針對廢鋰電池有價金屬的提取及化學精煉處理之前處理純化之方法。
按，鋰電池的組成大致可分為電極(含正極與負極) 、隔離膜、電解液及罐體等，廢鋰電池的電極材料一旦進入到環境中，電池正極的金屬離子、負極的碳粉塵、電解質中的強鹼和重金屬離子可能造成嚴重的環境污染，故須將廢鋰電池予以回收處理，而廢鋰電池之處理技術可分為物理前處理過程、有價金屬的提取過程及化學精煉處理過程，其中物理前處理技術主要透過簡易的放電處理後，利用物理破碎及分選過程，將廢電池處理成含金屬及混合塑膠的混合粉末(俗稱黑粉)，再進行後續有價金屬的提取以及化學精鍊處理；然，現今廢鋰電池之前處理方法，主要係利用高溫處理的方法從廢鋰電池中提取金屬或金屬化合物，該高溫處理方法反應速度快、耗時短，但成本較高、黑粉純度也較低，且高溫能耗高，電解液和黏結劑在高溫下會產生大量的有毒廢氣，會造成環境二次污染。
本發明之主要目的，係在提供一種鋰電池黑粉均勻化方法，可有效解決廢鋰電池中黑粉純度不佳之缺點。
本發明之鋰電池黑粉均勻化方法，其處理步驟如下：
(1)將鋰電池黑粉投入一溫度可控的反應槽內進行清洗，清洗溫度為50℃～150℃，清洗時間為0.5～2小時，清洗液之成分為苯、N-甲基吡咯烷酮、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚醋酸酯、含鹵素之烷烴類；
(2)將步驟(1)清洗所得之固體，進行一溫度可控的過濾，過濾溫度50℃～150℃，過濾時間為0.5～2小時；
(3)將步驟(2)所得之濾餅投入浮選槽內，用水將黑粉調配成濃度5～35wt％的浮選礦漿，向浮選礦漿中加入碳捕集劑和起泡劑，碳捕集劑和起泡劑的添加量為投入黑粉重量的0.1～10%，得到碳產品和金屬鹽沉礦，若金屬鹽沉礦中碳成分＞0.5wt%則繼續投入浮選槽浮選，直至碳成分＜0.5wt%；
(4)將步驟(3)碳成分＜0.5wt%之金屬鹽沉礦進行磁選，磁力強度為5000～30000高斯，以去除其中所含之鐵成分；
(5)將步驟(4)磁選後所得之產物進行渦電流分選，以去除其中所含之鋁成分；
(6)步驟(5)所得之固體即為含鋰、錳、鈷、鎳成分之金屬鹽精礦，可進行後續有價金屬的提取及化學精煉處理。
本發明之鋰電池黑粉均勻化方法，其優點係在：針對廢鋰電池黑粉前處理過程開發程序，可降低黑粉中塑膠、金屬等雜質成分，提高黑粉純度，以利後續有價金屬的提取及化學精煉處理，並可避免對環境造成二次污染。
有關本發明為達上述之使用目的與功效，所採用之技術手段，茲舉出較佳可行之實施例，並配合圖式所示，詳述如下：
本發明之鋰電池黑粉均勻化方法，其黑粉之成分如第一圖所示，而鋰電池黑粉均勻化方法之處理流程如第二圖所示，其處理步驟如下：
(1)將鋰電池黑粉投入一溫度可控的反應槽內進行清洗，清洗溫度為50℃～150℃，清洗時間為0.5～2小時，清洗液之成分為苯、N-甲基吡咯烷酮（英文名稱NMP）、丙二醇單甲醚（英文名稱PGME）、丙二醇單甲醚醋酸酯（英文名稱PGMEA）、含鹵素之烷烴類（例如二氯甲烷）；
(2)將步驟(1)清洗所得之固體，進行一溫度可控的過濾，過濾溫度為50℃～150℃，過濾時間為0.5～2小時；
(3)將步驟(2)所得之濾餅投入浮選槽內，用水將黑粉調配成濃度5～35wt％的浮選礦漿，向浮選礦漿中加入碳捕集劑（如煤油或柴油）和起泡劑（如松節油），碳捕集劑和起泡劑的添加量為投入黑粉重量的0.1～10%，得到碳產品和金屬鹽沉礦，若金屬鹽沉礦中碳成分＞0.5wt%則繼續投入浮選槽浮選，直至碳成分＜0.5wt%；
(4)將步驟(3)碳成分＜0.5wt%之金屬鹽沉礦進行磁選，磁力強度為5000～30000高斯，以去除其中所含之鐵成分；
(5)將步驟(4)磁選所得之產物進行渦電流分選，以去除其中所含之鋁成分；
(6)步驟(5)所得之固體即為含鋰、錳、鈷、鎳成分之金屬鹽精礦，可進行後續有價金屬的提取及化學精煉處理。
本發明之實施例1：
(1) 將鋰電池黑粉投入一溫度可控的反應槽內進行清洗，清洗溫度為90℃，清洗時間為1小時，清洗液之成分為苯；
(2)將步驟(1)清洗所得之固體，進行一溫度可控的過濾，過濾溫度為90℃，過濾時間為1小時；
(3)將步驟(2)所得之濾餅投入浮選槽內，用水將黑粉調配成濃度20wt％的浮選礦漿，向浮選礦漿中加入0.5wt%煤油和0.5wt%松節油，得到碳產品和金屬鹽沉礦，若金屬鹽沉礦中碳成分＞0.5wt%則繼續投入浮選槽浮選，經由添加配比使其中浮選礦漿濃度維持在20wt％，碳捕集劑濃度維持在0.5wt％，起泡劑濃度維持在0.5wt％，直至碳成分＜0.5wt%；
(4)將步驟(3)浮選所得碳成分＜0.5wt%之金屬鹽沉礦進行磁選，磁力強度為30000高斯，以去除其中所含之鐵成分；
(5)將步驟(4)磁選所得之產物進行渦電流分選，以去除其中所含之鋁成分；
(6)所得之固體即為含鋰、錳、鈷、鎳成分之金屬鹽精礦，可進行後續有價金屬的提取及化學精煉處理。
綜上所述，本發明確實已達到所預期之使用目的與功效，且更較習知者為之理想、實用，惟，上述實施例僅係針對本發明之較佳實施例進行具體說明而已，該實施例並非用以限定本發明之申請專利範圍，舉凡其它未脫離本發明所揭示之技術手段下所完成之均等變化與修飾，均應包含於本發明所涵蓋之申請專利範圍中。
（無）
第一圖所示係為本發明黑粉的成份表。
第二圖所示係為本發明鋰電池黑粉均勻化處理之流程圖。
Claims (1)
- 一種鋰電池黑粉均勻化方法，其處理步驟如下：(1)將鋰電池黑粉投入一溫度可控的反應槽內進行清洗，清洗溫度為50℃~150℃，清洗時間為0.5~2小時；(2)將步驟(1)清洗所得之固體，進行一溫度可控的過濾，過濾溫度50℃~150℃，過濾時間為0.5~2小時；(3)將步驟(2)所得之濾餅投入浮選槽內，用水將黑粉調配成濃度5~35wt%的浮選礦漿，向浮選礦漿中加入碳捕集劑和起泡劑，碳捕集劑和起泡劑的添加量為投入黑粉重量的0.1~10%，得到碳產品和金屬鹽沉礦，若金屬鹽沉礦中碳成分>0.5wt%則繼續投入浮選槽浮選，直至碳成分<0.5wt%；(4)將步驟(3)浮選所得碳成分<0.5wt%之金屬鹽沉礦進行磁選，磁力強度為5000~30000高斯，以去除其中所含之鐵成分；(5)將步驟(4)磁選後所得之產物進行渦電流分選，以去除其中所含之鋁成分；(6)步驟(5)所得之固體即為含鋰、錳、鈷、鎳成分之金屬鹽精礦，可進行後續有價金屬的提取及化學精煉處理。
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