[发明专利]废旧电池放电与废水中重金属离子脱除的联合处理方法

说明书

本发明涉及废旧锂离子电池与废水联合处理技术领域，提供一种废旧电池放电与废水中重金属离子脱除的联合处理方法，包括：将废旧锂离子电池的电池组或经拆解得到的电池单体置于含重金属离子废水中进行放电；固液分离得到放电后的电池组或电池单体，及脱除重金属离子处理后的废水；所述含重金属离子废水含有至少一种目标金属离子，所述目标金属离子包括Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Co²⁺。本发明能够在实现废旧锂离子电池放电的同时，实现含重金属离子废水中目标重金属离子的脱除，提高废旧锂离子电池的放电效率并改善放电效果，降低含重金属离子废水中目标重金属离子的处理成本与操作复杂性并提高回收效率且无二次污染。

技术领域

本发明涉及废旧锂离子电池与废水联合处理技术领域，尤其是涉及一种废旧电池放电与废水中重金属离子脱除的联合处理方法。

背景技术

随着现代化科技的高速发展，社会能源与环境生态污染问题日益突出，尤其是各种废弃电池对环境及生态的污染问题已经成了社会关注的焦点。锂离子电池由于容量高、循环性能稳定、工作平台电压高等特点被广泛应用于动力电池和储能电池领域，而动力和储能电池对电池材料的需求通常大于常规的小型电池。因此，在未来3-5年内，将有大量的锂离子电池报废，对其进行回收具有很高的社会价值。

然而，废旧锂离子电池仍残留相当部分的电压，为了确保人员和设备安全必须进行放电操作使残留电压降至安全范围以内。目前废旧锂离子电池的回收关注点主要集中在后段产品回收上，对前段放电处理关注度较少，普遍采用5-10％的NaCl溶液进行放电操作。如中国专利CN106558739A公布的“基于废旧手机中锂离子电池高效回收分离工艺”中提及在电池破碎拆解前要进行放电操作，利用10％的NaCl盐溶液浸泡48h至电池残留电压达到安全拆解的要求。采用5-10％的NaCl盐溶液进行电池放电操作可使废旧锂离子电池残留电压达到安全拆解的要求，但放电速率较慢，一般要浸泡24h以上使残留电压降至1V以下，且会引入难以去除的氯离子进入到浸出液中对后续的除杂净化和产品回收阶段带来影响。又如中国专利CN104538695A公布的“废镍钴锰酸锂电池中回收金属并制备镍钴锰酸锂的方法”，在电池破碎拆解前利用0.1-1mol/L的NaOH溶液在室温下对电池进行1-3h的放电操作，OH-在水溶液中比Cl-更难放电，采用NaOH溶液势必会降低电池的放电速率以及放电效果，且在处理软包电池时NaOH会对铝壳造成腐蚀导致电解液的泄露污染水质。

可见，现有锂离子电池回收放电技术还普遍存在如下问题：放电速率慢，通常需要24h以上的放电时间；放电效果不理想，仅能放电至0.7V左右；容易引入影响后续除杂净化和产品回收阶段的离子；容易腐蚀电池组，导致剧毒电解液泄露至放电体系中，对操作人员及环境安全极为不利。

现有废水中含有较多重金属离子，例如，Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Co²⁺等重金属离子，工业废水中特别是电镀漂洗工业产生的废水含有较高浓度的Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Co²⁺等重金属离子，若不进行处理会对生态环境和人类健康带来重大危害。废水中重金属离子的处理方法一般有离子交换树脂法、物理吸附法、化学沉淀法和膜处理法等，这些方法都存在着操作复杂、回收效率低、回收成本高等问题，且易造成二次污染。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种废旧电池放电与废水中重金属离子脱除的联合处理方法，能够在实现废旧锂离子电池放电的同时，实现含重金属离子废水中目标重金属离子的脱除，提高废旧锂离子电池的放电效率并改善放电效果，降低含重金属离子废水中目标重金属离子的处理成本与操作复杂性并提高回收效率且无二次污染。

本发明的技术方案为：