[发明专利]利用离子交换树脂回收废电解液中锂离子的方法

说明书

本发明公开了一种反利用离子交换树脂回收废电解液中锂离子的方法，采用回收装置，回收方法包括以下步骤：一、废料槽内的锂离子废电解液经底部进料管进入至交换柱内，从交换柱的顶部流出后被收集至出料槽内，柱顶流出液的锂离子浓度与废料槽内的锂离子浓度相比较小于等于0.05mol/L时，吸附结束；二、解吸剂储槽中的解吸剂经顶部进料管进入至交换柱内，离子交换树脂解吸，解吸后从交换柱底部流出的解吸液经底部出料管被收集至储罐中，当交换柱底部的解吸液中锂离子浓度小于等于0.05mol/L时，解吸结束；三、向储罐中加入过量碳酸锂，过滤，蒸干后得LiCl固体。本发明的优点是：实现了对废电解液中锂离子的回收，没有副产物产生，回收成本低。

技术领域

本发明涉及废电解液回收的技术领域。

背景技术

中国汽车技术研究中心预测，到2020年，我国电动汽车动力电池累计报废量将达到12~17wt的规模。但就目前研究现状来看，锂电池回收工艺复杂，且主要集中于电极材料的回收，对电解液的回收处理并不重视。电解液锂盐进入环境中，可发生水解、分解和燃烧等化学反应，产生含氟、含砷、含磷等化合物，对周大气、土壤和水体等都会造成污染。

现阶段，我国对锂资源的提取仍以原生锂矿为主，如何加快我国从含锂溶液中开发以及回收二次锂资源，成为我国锂盐工业的健康可持续快速发展的关键。国内外回收锂资源常用物理或化学方法进行预处理，然后用火法冶金或湿法冶金的方法回收。但是在这些方法中，工业复杂，流程长，操作繁琐。而直接采用火法冶金高温熔炼方法，对环境有害，设备要求高，金属的回收率低，产品成分复杂，质量不高，需进一步处理，成本高。

发明内容

本发明的目的是：提供一种利用离子交换树脂回收废电解液中锂离子的方法，其能对废电解液中的锂离子有效回收。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：利用离子交换树脂回收废电解液中锂离子的方法，采用回收装置，其结构包括：交换柱，交换柱内设置有离子交换树脂，交换柱的底部设置有底部进料管和底部出料管，底部进料管与存放锂离子废电解液的废料槽相连接，底部出料管与储罐相连接，交换柱的顶部设置有顶部出料管和顶部进料管，顶部出料管与出料槽相连接，顶部进料管与存放解吸剂的解吸剂储槽相连接；所述的解吸剂采用盐酸，盐酸的浓度为1mol/L~1.2mol/L，离子交换树脂由解吸剂浸泡后填入至交换柱内；回收方法包括以下步骤：一、吸附：废料槽内的锂离子废电解液经底部进料管进入至交换柱内，穿过离子交换树脂后的液体，从交换柱的顶部流出后经顶部出料管被收集至出料槽内，检测交换柱顶部流出液的锂离子浓度，当交换柱顶部流出液的锂离子浓度与废料槽内的锂离子浓度相比较小于等于0.05mol/L时，吸附结束；二、解吸：解吸剂储槽中的解吸剂经顶部进料管进入至交换柱内，离子交换树脂解吸，解吸后从交换柱底部流出的解吸液经底部出料管被收集至储罐中，检测交换柱底部解吸液的锂离子浓度，当交换柱底部的解吸液中锂离子浓度小于等于0.05mol/L时，解吸结束；三、向储罐中加入过量碳酸锂，过滤，蒸干后得高纯度LiCl固体。

进一步地，前述的，利用离子交换树脂回收废电解液中锂离子的方法，其中，离子交换树脂采用大孔苯丙烯螯合型离子交换树脂。

进一步地，前述的，利用离子交换树脂回收废电解液中锂离子的方法，其中，离子交换树脂采用2~3倍体积的解吸剂浸泡，浸泡时间大于等于5小时。

进一步地，前述的，利用离子交换树脂回收废电解液中锂离子的方法，其中，废料槽中的锂离子废电解液预先进行前处理，前处理步骤包括：蒸溶剂得固体，固体用过量盐酸溶解，盐酸浓度为1mol/L~1.2mol/L，过滤后，旋蒸得固体颗粒，固体颗粒用去离子水溶解；前处理后的锂离子废电解液再存放在废料槽内。

进一步地，前述的，利用离子交换树脂回收废电解液中锂离子的方法，其中，底部进料管上设置有废液蠕动泵，废液蠕动泵将废料槽内的锂离子废电解液输送至交换柱内，锂离子废电解液的输送流速为1 BV/h~2 BV/h。