[发明专利]一种锂电池阴极废液的处理方法及其应用

说明书

本发明涉及锂电池废液处理技术领域，具体涉及到一种锂电池阴极废液的处理方法及其应用。锂电池阴极废液的处理方法包括如下步骤：步骤一、将阴极废液注入处理池中；步骤二、向阴极废液处理池中加入质量比为0.02～1％的絮凝剂，搅拌均匀后静置12小时以上，得到上层清液和沉淀层，上层清液直接进污水处理；步骤三、向沉淀层中加入质量比0.1％～10％的硅藻土搅拌均匀后得硅藻土泥浆；步骤四、对硅藻土泥浆进行压滤，得滤液和滤渣，滤液进污水处理，滤渣作为贵金属回收的原料，或者进行无害化处理。采用本发明的分离方法，阴极废液的处理成本能降至1000元/吨以下，既能极大减少处理成本，又环保，能耗最低，滤渣中贵金属和碳粉还能进行二次回收再利用。

技术领域

本发明涉及锂电池废液处理技术领域，具体涉及到一种锂电池阴极废液的处理方法及其应用。

背景技术

锂离子电池以高能量密度、高电压、循环性能好、自放电小、储存时间长、操作安全、使用温度范围宽、环境友好等优点，逐步取代传统的镍镉电池和镍氢电池，且市场份额逐年增加。锂离子电池中的贵重金属资源主要集中在外壳、集流体和正极材料上。由于锂离子电池循环寿命有限，使用一段时间后就不得不废弃。锂离子电池中的有机溶剂和金属会污染土壤、空气、水源等，对环境造成很大的威胁，而废旧锂离子电池富含的金属又是重要的稀缺资源。探索合理的回收废旧锂离子电池的方法，实现对废旧锂离子电池中贵重金属资源的合理利用已经迫在眉睫。目前人们研究比较多的是采用无机强酸来实现钴酸锂正极材料中金属钴和锂的分离提纯，该工艺复杂，且无机强酸对设备要求较高，存在的二次污染比较严重。

随着科学技术的不断发展，锂电池生产技术也在不断进步。锂电池阴极废液的主要成分为碳粉颗粒、胶状物质、溶剂、贵金属、无机盐和水等，固含量一般在0.5％～3％左右。而为了改善锂电池的充放电、稳定性等综合性能，电池阴极上用的碳粉从原本的微米级的天然石墨、中间相碳微球等变为纳米级各种碳纳米管、纳米合金材料，以及各种改性碳材料。此外，其中采用的粘合剂材料也从原本的羟甲基纤维素、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇等材料向各种功能化改性的粘合剂转变，而且通过添加各种功能添加剂来提高电池的综合性能。而这些技术的不断更新，也在不断提高锂电产生的阴极废液成份的复杂性及处理工艺的难度。主要表现在废液的处理效率低下，需要通过闪蒸或加热蒸馏等方式除去废液中的挥发性溶剂等成分，得到包含贵金属、碳粉等需要回收的废液。然而这些废液的固含量较低，一般只有10％左右，而且由于常规污水处理站处理能力不高，这种固含量的污水不能直接处理，导致处理成本剧增。此外，由于处理得到的废液中回收料固含量较低，还需要经过大量的浓缩等后处理之后才可能得到利用，进一步增加回收利用的成本。

此外，目前的锂电池废液处理与回收主要集中在阳极的废液处理，忽略了阴极废液中的一些具有可回收利用价值的重要重金属，例如各类古铁氧体材料的回收。而且由于常规的分步沉淀方法回收的材料中成分种类复杂，回收的重金属材料中有用的钴、镍、铁等金属成分含量比较少，回收效果有待提高。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种锂电池阴极废液的处理方法，其包括用絮凝剂对阳极废液进行絮凝分离。

作为本发明的第一种优选技术方案，其包括如下步骤：

步骤一、将阴极废液注入处理池中；

步骤二、向阴极废液处理池中加入质量比为0.02～1％的絮凝剂，搅拌均匀后静置12小时以上，得到上层清液和沉淀层，上层清液直接进污水处理；

步骤三、向沉淀层中加入质量比0.1％～10％的硅藻土搅拌均匀后得硅藻土泥浆；

步骤四、对硅藻土泥浆进行压滤，得滤液和滤渣，滤液进污水处理，滤渣作为贵金属回收的原料，或者进行无害化处理。

作为本发明的第一种优选技术方案，所述絮凝剂选自聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、十二水合硫酸铝钾中的一种或多种。