一種鋰離子電池回收產(chǎn)生的含氟含磷廢水的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及廢舊鋰離子電池回收領(lǐng)域，具體涉及廢舊鋰離子電池回收過程中由電解質(zhì)六氟磷酸鋰水解產(chǎn)生的含氟、含磷廢水的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自1991年日本索尼公司首個發(fā)布商用鋰離子電池后，鋰離子電池革新了消費電子產(chǎn)品的面貌。鋰離子電池是新一代的綠色儲能電池，具有電壓高、能量密度大、循環(huán)性能好、自放電小、無記憶效應(yīng)等突出優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于移動電話、筆記本電腦、儲能等電子產(chǎn)品?，F(xiàn)今，我國已成為全球最大的鋰離子電池生產(chǎn)和消費國。
[0003]鋰離子電池生產(chǎn)過程中需要大量的鈷、鎳、鋁、銅金屬原材料，而我國的鈷原料較為稀缺，需要大量從非洲等地進口，而鋰離子電池的平均壽命只有2?3年，大量鋰離子電池的報廢不僅造成資源浪費，同時廢舊鋰離子電池的隨意丟棄也給環(huán)境帶來巨大壓力，近年來，眾多企業(yè)、研究所、大專院校都開始對鋰離子電池的回收進行了大量研究。
[0004]—般鋰離子電池由正極、隔膜、負極、外殼及電解液組成，其中正極活性物質(zhì)鈷酸鋰、鎳酸鋰和電解質(zhì)為回收的主要對象。目前，鋰離子電池電解液主要為六氟磷酸鋰溶于有機溶劑，而六氟磷酸鋰在電池回收過程中，與酸、堿、水接觸可發(fā)生分解、水解等化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生含氟、含磷化合物，進入空氣或者溶于水體，造成空氣和水體的氟、磷污染。
[0005]專利文件CN101599563A公開了一種廢舊鋰離子電池正極活性材料的回收方法，該方法包括以下步驟：先將破碎后的電芯加入熱水中攪拌，過濾烘干后進行第一次過濾篩分，分出大部分活性材料；篩上部分通過堿浸溶解鋁箔，堿浸濾液用稀酸及碳酸氫銨溶液調(diào)節(jié)PH回收鋁；過濾烘干后進行第二次震動篩分，分出殘留的粉體材料；篩上部分置于水中進行水旋風(fēng)，傾去上層塑料隔膜后，用稀硫酸和硫代硫酸鈉溶液沖洗銅片以使粘結(jié)在銅片上的碳粉和活性物質(zhì)松動和脫落，經(jīng)水洗后旋分，粉末浮于上層，將粉料和兩次篩分的活性粉體合并，磁選后用NaOH溶液浸泡，堿浸后的活性粉體經(jīng)過濾烘干后煅燒，作為后續(xù)處理的活性粉料。該方法提供的廢舊鋰離子電池回收方法雖然可行且各元素具有較高的回收率，但是其中水溶和堿浸過程中涉及的電解質(zhì)六氟磷酸鋰分解、水解產(chǎn)生的含F(xiàn)、含磷廢水卻并未提及處理方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了克服上述技術(shù)問題，利用廢舊鋰離子電池回收過程中用液堿浸出鋁箔過程產(chǎn)生的含氟、含磷NaA102溶液，與本公司P507萃取工序產(chǎn)生的一種含Na2C03、MgS0j9廢水發(fā)生反應(yīng)，生成一種白色沉淀，而氟和磷離子被白色沉淀吸附，從而解決了鋰離子電池回收工藝中電解質(zhì)分解造成的氟和磷的污染問題。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)問題主要通過下述技術(shù)方案得以解決：
[0008]一種鋰離子電池回收產(chǎn)生的含氟含磷廢水的處理方法，包括以下工藝步驟：
[0009](1)將廢舊鋰離子電池進行放電處理，破碎后取出電芯，將電芯破碎至1?5mm大小的碎片備用；
[0010](2)將破碎好的電芯碎片置于NaOH溶液中進行堿浸、過濾，獲得淡黃色含Al3+1?20g/L NaA102、0. 01 ?1. Og/L 氟、0· 01 ?2. Og/L 磷的 A 溶液備用；
[0011](3)取含1?5g/L硫酸鎂、1?20g/L碳酸鈉的P507萃余液作為B溶液備用；
[0012](4)將A溶液和B溶液按照一定比例并流，加入含有一定底水的反應(yīng)器中，控制一定條件進行反應(yīng)，得到一種過濾性能極好的白色粉末，過濾后廢水指標(biāo)達F < lmg/L, P〈lmg/L，完全達到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)；
[0013](5)步驟⑷中一定條件包括：反應(yīng)溫度為25?80°C之間；
[0014](6)步驟⑷中一定條件包括：反應(yīng)PH值為7. 5?9. 0之間；
[0015](7)步驟（4)中一定比例指：A溶液和B溶液的加入量控制為NaA102* A1含量/萃余液中Mg2+含量=1/2?5之間，碳酸鈉n(NaC03)/n(Mg2+) = 1/1?5之間。
[0016](8)步驟（4)中一定底水指達到攪拌槳液面的B溶液。
[0017]本發(fā)明提供的一種鋰離子電池回收產(chǎn)生的含氟含磷廢水的處理方法，解決了現(xiàn)有廢舊鋰離子電池回收工藝中含F(xiàn)、含P廢水難以解決的問題，并且成本低廉，操作簡單，易于實現(xiàn)自動化、連續(xù)化生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0018]下面對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明，而不是限制本發(fā)明。
[0019]實施例1 :
[0020]取電池碎片堿浸液含Al3+1 ?20g/LNaA102、0. 01 ?1. Og/L 氟、0. 01 ?2. Og/L 磷的A溶液，另取公司另一種含硫酸鎂1?5g/L、碳酸鈉1?20g/L的P507萃余液作為B溶液，將A和B并流加入含底水的反應(yīng)器中，底水指達到攪拌槳液面的B溶液?？刂品磻?yīng)溫度為30°C，PH = 7. 5，NaA102* A1含量/萃余液中Mg 2+含量=1/3，過濾，得到一種過濾性能極好的白色粉末，經(jīng)本實施例處理后電池堿浸廢水F < lmg/L, P < lmg/L，達到排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0021]實施例2:
[0022]取電池碎片堿浸液含Al3+1 ?20g/LNaA102、0. 01 ?1. 0g/L 氟、0. 01 ?2. 0g/L 磷的A溶液，另取公司另一種含硫酸鎂1?5g/L、碳酸鈉1?20g/L的P507萃余液作為B溶液，加A和B并流加入含底水的反應(yīng)器中，底水指達到攪拌槳液面的B溶液?？刂品磻?yīng)溫度為40°C，PH = 8. 5，NaA102* A1含量/萃余液中Mg 2+含量=1/2，過濾，得到一種過濾性能極好的白色粉末，經(jīng)本實施例處理后電池堿浸廢水F < lmg/L, P < lmg/L，達到排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0023]實施例3 ：
[0024]取電池碎片堿浸液含Al3+1 ?20g/LNaA102、0. 01 ?1. 0g/L 氟、0. 01 ?2. 0g/L 磷的A溶液，另取公司另一種含硫酸鎂1?5g/L、碳酸鈉1?20g/L的P507萃余液作為B溶液，加A和B并流加入含底水的反應(yīng)器中，底水指達到攪拌槳液面的B溶液?？刂品磻?yīng)溫度為65°C，PH = 9. 5，NaA102* A1含量/萃余液中Mg 2+含量=1/4，過濾，得到一種過濾性能極好的白色粉末，經(jīng)本實施例處理后電池堿浸廢水F < lmg/L, P < lmg/L，達到排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0025]實施例4 ：
[0026]取電池碎片堿浸液含Al3+1 ?20g/LNaA102、0. 01 ?1. 0g/L 氟、0. 01 ?2. 0g/L 磷的A溶液，另取公司另一種含硫酸鎂1?5g/L、碳酸鈉1?20g/L的P507萃余液作為B溶液，加A和B并流加入含底水的反應(yīng)器中，底水指達到攪拌槳液面的B溶液?？刂品磻?yīng)溫度為80°C，PH = 9，NaA102* A1含量/萃余液中Mg 2+含量=1/5，過濾，得到一種過濾性能極好的白色粉末，經(jīng)本實施例處理后電池堿浸廢水F < lmg/L，P < lmg/L，達到排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0027]本實施例只是本發(fā)明示例的實施方式，對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言，在本發(fā)明公開了應(yīng)用方法和原理的基礎(chǔ)上，很容易做出各種類型的改進或變形，而不僅限于本發(fā)明上述【具體實施方式】所描述的結(jié)構(gòu)，因此前面描述的方式只是優(yōu)選方案，而并不具有限制性的意義，凡是依本發(fā)明所作的等效變化與修改，都在本發(fā)明權(quán)利要求書的范圍保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種鋰離子電池回收產(chǎn)生的含氟含磷廢水的處理方法，包括以下工藝步驟： (1)將廢舊鋰離子電池進行放電處理，破碎后取出電芯，將電芯破碎至1?5mm大小的碎片備用； (2)將破碎好的電芯碎片置于NaOH溶液中進行堿浸、過濾，獲得淡黃色含Al3+1?20g/LNaA102、0. 01 ?1. Og/L 氟、0· 01 ?2. Og/L 磷的 A 溶液備用； (3)取含1?5g/L硫酸鎂、1?20g/L碳酸鈉的P507萃余液作為B溶液備用； (4)將A溶液和B溶液按照一定比例并流，加入含有一定底水的反應(yīng)器中，控制一定條件進行反應(yīng)，得到一種過濾性能極好的白色粉末，過濾后廢水指標(biāo)達F < lmg/L、P < lmg/L，完全達到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)； (5)步驟（4)中一定條件包括：反應(yīng)溫度為25?80°C之間； (6)步驟（4)中一定條件包括：反應(yīng)PH值為7.5?9. 0之間； (7)步驟（4)中一定比例指：A溶液和B溶液的加入量控制為NaA102*A1含量/萃余液中Mg2+含量=1/2?5之間，碳酸鈉n(NaC03)/n(Mg2+) = 1/1?5之間。
【專利摘要】本發(fā)明涉及廢舊鋰離子電池回收領(lǐng)域，提供一種鋰離子電池回收產(chǎn)生的含氟含磷廢水的處理方法，利用廢舊鋰離子電池回收過程中用液堿浸出鋁箔過程產(chǎn)生的含氟、含磷NaAlO2溶液，與本公司P507萃取工序產(chǎn)生的一種含Na2CO3、MgSO4的廢水發(fā)生反應(yīng)，生成一種白色沉淀，而氟和磷離子被白色沉淀吸附，從而解決了鋰離子電池回收工藝中電解質(zhì)分解造成的氟和磷的污染問題。本發(fā)明解決了現(xiàn)有廢舊鋰離子電池回收工藝中含F(xiàn)、含P廢水難以解決的問題，并且成本低廉，操作簡單，易于實現(xiàn)自動化、連續(xù)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C22B7/00, C22B21/00, H01M10/54
【公開號】CN105400956
【申請?zhí)枴緾N201510724480
【發(fā)明人】蔣光勤, 游稱斌, 謝福標(biāo)
【申請人】贛州騰遠鈷業(yè)有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年10月29日