公布日：2024.12.13
申请日：2024.08.27
分类号：C02F9/00(2023.01)I;B09B3/00(2022.01)I;B09B3/35(2022.01)I;C02F1/40(2023.01)N;C02F1/36(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1
/00(2023.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/14(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N;B09B101/16(2022.01)N
摘要
本发明属于废旧电池回收处理技术领域，特别涉及一种退役锂电池水下破碎废水循环回用的方法，包括以下步骤：(1)向退役锂电池水下破碎产生的废水中加入破乳剂，混合后超声进行分液，得到电解液相和水相；(2)向步骤(1)制得的所述水相中添加絮凝剂混合后静置絮凝，过滤得到滤饼和第一滤液；(3)向步骤(2)制得的所述第一滤液中添加氢氧化锂溶液调节pH到2-5，沉淀出过量铁离子后，过滤得到第二滤液；(4)将步骤(3)制得的所述第二滤液升温后加入碳酸盐溶液调节pH为碱性，静置后过滤得到碳酸锂沉淀和第三滤液，将所述碳酸锂沉淀洗涤后得到粗制碳酸锂，所述第三滤液回用于退役锂电池水下破碎工艺用水。
权利要求书
1.一种退役锂电池水下破碎废水循环回用的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)向退役锂电池水下破碎产生的废水中加入破乳剂，混合后超声进行分液，得到电解液相和水相，所述破乳剂由破乳A剂及破乳B剂混合而成，所述破乳A剂为二癸基二甲基氯化铵及十四烷基三甲基氯化铵中的至少一种，所述破乳B剂为三乙胺、乙醇胺及异丙醇胺中的至少一种；(2)向步骤(1)制得的所述水相中添加絮凝剂混合后静置絮凝，过滤得到滤饼和第一滤液；(3)向步骤(2)制得的所述第一滤液中添加氢氧化锂溶液调节pH到2-5，沉淀出过量铁离子后，过滤得到第二滤液；(4)将步骤(3)制得的所述第二滤液升温后加入碳酸盐溶液调节pH为碱性，静置后过滤得到碳酸锂沉淀和第三滤液，将所述碳酸锂沉淀洗涤后得到粗制碳酸锂，所述第三滤液回用于退役锂电池水下破碎工艺用水。
2.根据权利要求1所述的一种退役锂电池水下破碎废水循环回用的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述破乳A剂在所述破乳剂中的质量占比为20％-40％，所述破乳B剂在所述破乳剂中的质量占比为60％-80％。
3.根据权利要求1所述的一种退役锂电池水下破碎废水循环回用的方法，其特征在于：步骤(1)中，按所述废水质量的0.05％-0.3％加入所述破乳剂。
4.根据权利要求1所述的一种退役锂电池水下破碎废水循环回用的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述絮凝剂为20％-40％质量浓度的聚合硫酸铁溶液。
5.根据权利要求1所述的一种退役锂电池水下破碎废水循环回用的方法，其特征在于：步骤(2)中，按所述水相质量的2％-5％加入所述絮凝剂。
6.根据权利要求1所述的一种退役锂电池水下破碎废水循环回用的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述氢氧化锂溶液的质量浓度为5％-15％。
7.根据权利要求1所述的一种退役锂电池水下破碎废水循环回用的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述升温是将所述第二滤液的温度升至30-50℃。
8.根据权利要求1所述的一种退役锂电池水下破碎废水循环回用的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述碳酸盐溶液为质量浓度为10％-30％的碳酸钠或碳酸钾溶液。
9.根据权利要求1所述的一种退役锂电池水下破碎废水循环回用的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述调节pH为碱性是指调节pH为7-10。
10.根据权利要求1所述的一种退役锂电池水下破碎废水循环回用的方法，其特征在于：步骤(1)中退役锂电池水下破碎产生的废水来源于退役锂电池单体破碎工艺，所述退役锂电池单体破碎工艺包括以下步骤：将带有电压的退役锂电池单体浸入水中进行破碎或撕碎，破碎后在水面下浸泡后用筛网将电池破碎料捞出，含湿的电池破碎料烘干后破碎分选得到电池粉、铜料、铝料、隔膜，剩下的即为退役锂电池水下破碎产生的废水。
发明内容
本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种退役锂电池水下破碎废水循环回用的方法，能够快速高效和低成本的对退役锂电池水下破碎废水进行循环回收。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种退役锂电池水下破碎废水循环回用的方法，包括以下步骤：(1)向退役锂电池水下破碎产生的废水中加入破乳剂，混合后超声进行分液，得到电解液相和水相，所述破乳剂由破乳A剂及破乳B剂混合而成，所述破乳A剂为二癸基二甲基氯化铵及十四烷基三甲基氯化铵中的至少一种，所述破乳B剂为三乙胺、乙醇胺及异丙醇胺中的至少一种；(2)向步骤(1)制得的所述水相中添加絮凝剂混合后静置絮凝，过滤得到滤饼和第一滤液；(3)向步骤(2)制得的所述第一滤液中添加氢氧化锂溶液调节pH到2-5，沉淀出过量铁离子后，过滤得到第二滤液；(4)将步骤(3)制得的所述第二滤液升温后加入碳酸盐溶液调节pH为碱性，静置后过滤得到碳酸锂沉淀和第三滤液，将所述碳酸锂沉淀洗涤后得到粗制碳酸锂，所述第三滤液回用于退役锂电池水下破碎工艺用水。
在一实施例，步骤(1)中，所述破乳A剂在所述破乳剂中的质量占比为20％-40％，所述破乳B剂在所述破乳剂中的质量占比为60％-80％。
在一实施例，步骤(1)中，按所述废水质量的0.05％-0.3％加入所述破乳剂。
在一实施例，步骤(1)中，按所述废水质量的0.01％-0.25％加入所述破乳剂。
在一实施例，步骤(1)中，所述破乳剂的加入方式为滴加。
在一实施例，步骤(1)中，加入所述破乳剂后搅拌5-20min。
在一实施例，步骤(1)中，加入所述破乳剂后搅拌10-15min。
在一实施例，步骤(2)中，所述絮凝剂为20％-40％质量浓度的聚合硫酸铁溶液。
在一实施例，步骤(2)中，所述絮凝剂为25％-35％质量浓度的聚合硫酸铁溶液。
在一实施例，步骤(2)中，按所述水相质量的2％-5％加入所述絮凝剂。
在一实施例，步骤(2)中，按所述水相质量的3％-4％加入所述絮凝剂。
在一实施例，步骤(2)中，加入所述絮凝剂后静置5-20min后过滤。
在一实施例，步骤(2)中，加入所述絮凝剂后静置8-15min后过滤。
在一实施例，步骤(2)中，得到的所述滤饼为电池粉、氟化锂还含有少量磷酸铁、聚合硫酸铁的混合物，可作为浸出回收处理的原料。
在一实施例，步骤(3)中，所述氢氧化锂溶液的质量浓度为5％-15％。
在一实施例，步骤(3)中，所述氢氧化锂溶液的质量浓度为8％-12％。
在一实施例，步骤(4)中，所述升温是将所述第二滤液的温度升至30-50℃。
在一实施例，步骤(4)中，所述升温是将所述第二滤液的温度升至35-45℃。
在一实施例，步骤(4)中，所述碳酸盐溶液为质量浓度为10％-30％的碳酸钠或碳酸钾溶液。
在一实施例，步骤(4)中，所述碳酸盐溶液为质量浓度为15％-25％的碳酸钠或碳酸钾溶液。
在一实施例，步骤(4)中，所述调节pH为碱性是指调节pH为7-10。
在一实施例，步骤(4)中，所述调节pH为碱性是指调节pH为7.5-9。
在一实施例，步骤(1)中退役锂电池水下破碎产生的废水来源于退役锂电池单体破碎工艺，所述退役锂电池单体破碎工艺包括以下步骤：将带有电压的退役锂电池单体浸入水中进行破碎或撕碎，，破碎后在水面下浸泡后用筛网将电池破碎料捞出，含湿的电池破碎料烘干后破碎分选得到电池粉、铜料、铝料、隔膜，剩下的即为退役锂电池水下破碎产生的废水。退役锂电池单体与水的质量比为：1：(1-2)，浸泡时间为10-60min，筛网的目数为3-10目。
本发明的有益效果是：
(1)本发明开发了针对性的破乳剂配方，采用破乳工艺对含电解液溶剂的有机废水进行处理，高效的分离废水中电解液有机溶剂组分，降低水中的COD指标；
(2)本发明采用添加絮凝剂絮凝的工艺对废水中电池粉和氟化锂进行回收处理，不但回收了废水中的电池粉和氟化锂，同时沉淀了水中磷酸根，大大提高了过滤性能；
(3)本发明采用破乳-絮凝-沉锂工艺方法对退役锂电池水下破碎废水进行处理，回收水中的高价值元素锂，制得了粗制碳酸锂，处理后的废水回用到水下破碎工艺去，水循环形成闭环，不会再额外产生外排废水，锂元素理论上100％回收；
(4)本发明采用的破乳-絮凝-沉锂工艺方法不仅可以应用于退役锂电池水下破碎废水的处理，也能够应用于所有含碳酸酯类电解液废水的预处理，对电解液有机污染问题提供解决方案。
（发明人：陈嵩;李长东;阮丁山;周游;杨坤伦;郭睿?福?/span>
