[发明专利]一种电池黑粉的回收方法及装置

说明书

本发明提供了一种电池黑粉的回收方法及装置，回收方法包括：对电池黑粉进行热解，得到热解黑粉及热解尾气；将热解黑粉与碳粉混合后通入第一氢气进行还原反应，得到还原黑粉及还原尾气；将还原黑粉进行后依次进行酸化、除杂和电解，得到稀硫酸溶液及氢氧化锂溶液；将氢氧化锂溶液进行碳化和除杂处理，得到碳酸氢锂溶液；将碳酸氢锂溶液进行蒸发分解，得到碳酸锂浆液及CO₂气体；将碳酸锂浆液进行后处理，得到电池级碳酸锂，将还原尾气进行焚烧处理并回收焚烧产生的余热，余热作为热解处理中的热解热源。通过本发明提供的回收方法及装置，可以解决碳酸锂回收率低质量差、不能满足电池级碳酸锂质量标准，废气废液未作有效利用、二次污染严重等问题。

技术领域

本发明属于锂电池资源回收技术领域，尤其涉及一种电池黑粉的回收方法及装置。

背景技术

电池黑粉是废旧锂电池中的重要组成部分，主要包含正极材料、负极材料、少量锂电池电解液等，正极材料中的镍钴锰均为高价态。锂电池电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料组成。电池黑粉中包含众多重金属物质，若未经处理而弃置，将对土壤、水等造成巨大危害，且修复过程时间长、修复成本高昂，因此废旧动力电池回收需求迫切。锂离子电池所包含的主要污染物为其正极材料及电解液，其中在正极材料中，三元正极中的钴元素为有毒物质，同时镍、锰等金属元素也会对土壤造成污染；在电解液中，目前常用的电解液六氟磷酸锂在遇水后会产生氟化氢物质，造成环境污染，且有机溶剂中的DMC也对环境有害，因此对于退役电池如果不做回收处理则将引发较为严重的环境问题。同时，随着碳酸锂价格的急剧上升，使得锂电池制造成本大幅增加，将废弃电池的锂高效回收，不仅可降低电池成本，也能减少环境污染，有百利而无一害。现有锂电池回收碳酸锂技术中，普遍存在碳酸锂回收率低、碳酸锂质量差、不能满足电池级碳酸锂质量标准，镍钴锰选择性低、未回收电解液、废气废液未作有效利用、二次污染严重等问题。

鉴于以上问题，亟需一种新的回收方法处理废旧锂电池。

发明内容

针对以上存在的技术问题，本发明提出一种电池黑粉的回收方法，并基于相同的技术构思，提供电池黑粉的回收装置，以从废旧锂电池电池黑粉中的回收电池级碳酸锂、合格电解液以及对废气废液有效利用，从而降低电池制造成本，减少环境污染。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提供一种电池黑粉的回收方法，回收方法包括以下步骤：

S1，对电池黑粉进行热解处理，得到热解黑粉及热解尾气；

S2，将热解黑粉与碳粉混合后通入第一氢气进行还原反应，得到还原黑粉及还原尾气；

S3，将还原黑粉进行水浸处理，并通过固液分离分别得到第一锂溶液和水浸渣；

S4，将第一锂溶液依次进行酸化处理和除杂处理，得到第二锂溶液；

S5，将第二锂溶液进行电解处理，得到稀硫酸溶液及氢氧化锂溶液；

S6，将氢氧化锂溶液依次进行碳化处理和除杂处理，得到碳酸氢锂溶液；

S7，将碳酸氢锂溶液进行蒸发分解处理，得到碳酸锂浆液及第一CO₂气体；

S8，将碳酸锂浆液进行后处理，得到电池级碳酸锂；

S9，将还原尾气进行焚烧处理并回收焚烧产生的余热，余热作为热解处理中的热解热源。

作为本发明的优选实施方案，电池黑粉在隔绝空气环境下进行热解，热解温度为200～480℃，热解时间为1～3h，电池黑粉破碎为100～300目。

作为本发明的优选实施方案，回收方法还包括: