一种报废锂电池回收处理工艺中提锂废水再利用的方法与流程

1.本发明属于报废锂电池回收处理技术领域，特别涉及一种报废锂电池回收处理工艺中提锂废水再利用的方法。


背景技术：

2.锂电产业是发展新型储能装置、新能源汽车的重要组成。将废旧电池定向循环成电池原材料，不但可以解决电池在生产、使用过程中因报废而造成的环境污染，同时也可减少因开采原矿而造成的资源消耗和环境问题。
3.随着电动汽车销量的大幅攀升，动力电池回收市场规模不断扩大。据预测，到2025年，动力蓄电池年报废量或达35万吨。将其资源化利用不仅可以解决废旧锂离子电池引发的环境问题，而且可以缓解我国战略金属资源紧缺局面、促进我国电池行业可持续发展。
4.在回收废旧锂离子电池的提锂过程中，产生的废水成分较为复杂，且具有钠盐浓度高、总量大的特点，造成了废水处理能耗大、成本高，处理工艺复杂等问题，目前提锂废水经酸化除碳酸根后(过量的纯碱被中和成na2so4和co2)，中和后液进入mvr系统，将废水中na2so4蒸发结晶出来，蒸发浓缩后的mvr浓液经过除油后继续回到提锂工序。该工艺流程长，碳排放高，纯碱消耗量大，能耗高，设备投资大。
5.因此，有必要提供一种简单、节能且安全的提锂废水再利用的方法。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种报废锂电池回收处理工艺中提锂废水再利用的方法，旨在将提锂碱性废水(na2co3)资源化再利用，用于萃取系统代替液碱皂化，在减少废水排放量同时可降低液碱用量并能降低酸耗。
7.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种报废锂电池回收处理工艺中提锂废水再利用的方法，包括如下步骤：
9.步骤1：将提锂废水收集储存；
10.步骤2：将废水通过过滤器去除杂物；
11.步骤3：过滤后的废水通过流量计，进入p507萃取系统；
12.步骤4：提锂废水与p507萃取剂按照一定的比例在混合室进行皂化，加入na2co3，并发生如下反应，2r-h na2co3＝2r-na h2o co2
↑
，r-h为p507萃取剂，混合时间＞3.5min；
13.步骤5：皂化过程产生的co2，通过集气装置收集起来，用于精制碳酸锂的氢化过程：li2co3 co2 h2o＝2lihco3；
14.步骤6：提锂废水皂化后，随p507萃余液进入除油除重工序。
15.优选的，步骤1中，将提锂废水放在储罐及管道中，储罐及管道在增加保温或升温设备，温度控制在＞30℃。
16.优选的，步骤2中，过滤器是布袋过滤器或精密过滤器。
17.优选的，步骤3中，通过调节流量计，调整提锂废水与p507萃取剂比例为1：(3-5)。
18.优选的，步骤4中，皂化过程会释放热量，在皂化段增加换热器或强制冷却装置。
19.在步骤4中，在提锂作业时，需要加入过量的na2co3以确保li的回收率，提锂废水中钠离子含量140g/l～160g/l、ph＞11，现有工艺是将废水经过酸化处理，然后通过mvr系统蒸发结晶出na2so4。本发明是利用提锂废水中的高ph及钠离子的特点来替代液碱用于p507萃取线皂化，既能减少废水排放量，减少液碱用量，又可以省去酸化过程中酸的消耗，达到减排降耗的目的。
20.有益效果：
21.本发明废旧锂电池回收处理工艺中产生提锂废水不用经过复杂的处理，升温过滤后直接在p507萃取线上利用，废水内含量较高的cod，钠离子，碳酸根等不会对系统产生负面影响，其中cod来源是萃余液夹带的p507萃取剂，将其回用至p507萃取系统，不会对萃取系统造成污染；钠离子进入p507萃取系统皂化时与萃取剂中的h 交换；碳酸根进入后，在皂化时分解为co2随负压系统进入收集装置用于精制碳酸锂。
附图说明
22.图1为本发明报废锂电池回收处理工艺中提锂废水再利用的方法流程图。
具体实施方式
23.实施例1：
24.参照图1，将废旧锂电池回收处理工艺中产生的提锂废水控制温度在30-60℃之间通过布袋过滤器，除掉废水中悬浮杂质。
25.将上述步骤过滤后的废水通过流量计加入萃取槽与p507萃取剂进行皂化，加入na2co3，皂化过程会有co2气体释放，流量计控制流量比保持在1：5。
26.上述步骤的皂化后的p507萃取剂进入萃取级，与萃前液接触，有机满负载ni为10.21g/l，皂化后废水随萃余液一起排出。
27.上述步骤产出的萃余液和皂化后液，经除油、除重后进入提锂工艺，提锂后废水含na2co3为70-80g/l，ph＞11，收集循环使用。
28.实施例2：
29.将废旧锂电池回收处理工艺中产生的提锂废水控制温度在30-60℃之间通过布袋过滤器，除掉废水中悬浮杂质。
30.将上述步骤的过滤后的废水通过流量计加入萃取槽与p507萃取剂进行皂化，皂化过程会有co2气体释放，流量计控制流量比保持在1：3。
31.上述步骤的皂化后p507萃取剂进入萃取级，与萃前液接触，有机满负载ni为13.79g/l，皂化后废水随萃余液一起排出。
32.上述步骤产出的萃余液和皂化后液，经除油、除重后进入提锂工艺，提锂后废水含na2co3为70-80g/l，ph＞11，收集循环使用。
33.实施例3：
34.将废旧锂电池回收处理工艺中产生的提锂废水控制温度在30-60℃之间通过精密过滤器，除掉废水中悬浮杂质。
35.将上述步骤的过滤后的废水通过流量计加入萃取槽与p507萃取剂进行皂化，皂化
过程会有co2气体释放，流量计控制流量比保持在1：3，产生的co2，通过集气装置收集起来，用于精制碳酸锂的氢化过程：li2co3 co2 h2o＝2lihco3，皂化过程中产生热量，使用换热器换热。
36.上述步骤的皂化后p507萃取剂进入萃取级，与萃前液接触，有机满负载ni为13.79g/l，皂化后废水随萃余液一起排出。
37.上述步骤产出的萃余液和皂化后液，经除除油、重后进入提锂工艺，提锂后废水含na2co3为70-80g/l，ph＞11，收集循环使用。
38.实施例1-3，经过验证，以每天100m3提锂废水来计，可代替液碱18吨，降低酸耗7吨，减少水排放13吨，按照每吨液碱700元，每吨酸200元，每吨水处理费72.5元，日经济效益为1.49万元，年经济效益为490万元(330工作日/年计)。本发明将提锂废水经过滤除杂后，用于代替液碱，回用至p507萃取线进行皂化，从而降低液碱用量，减少废水排放量，即达到节能减排的目的，又能变废为宝。


技术特征：
1.一种报废锂电池回收处理工艺中提锂废水再利用的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将提锂废水收集储存；步骤2：将废水通过过滤器去除杂物；步骤3：过滤后的废水通过流量计，进入p507萃取系统；步骤4：提锂废水与p507萃取剂按照一定的比例在混合室进行皂化，加入na2co3，并发生如下反应，2r-h na2co3＝2r-na h2o co2
↑
，r-h为p507萃取剂，混合时间＞3.5min；步骤5：皂化过程产生的co2，通过集气装置收集起来，用于精制碳酸锂的氢化过程：li2co3 co2 h2o＝2lihco3；步骤6：提锂废水皂化后，随p507萃余液进入除油除重工序。2.根据权利要求1所述的报废锂电池回收处理工艺中提锂废水再利用的方法，其特征在于：步骤1中，将提锂废水放在储罐及管道中，增加保温或升温设备，温度控制在＞30℃。3.根据权利要求1所述的报废锂电池回收处理工艺中提锂废水再利用的方法，其特征在于：步骤2中，过滤器是布袋过滤器或精密过滤器。4.根据权利要求1所述的报废锂电池回收处理工艺中提锂废水再利用的方法，其特征在于：步骤3中，通过调节流量计，调整提锂废水与p507萃取剂比例为1：(3-5)。5.根据权利要求1所述的报废锂电池回收处理工艺中提锂废水再利用的方法，其特征在于：步骤4中，皂化过程会释放热量，在皂化段增加换热器或强制冷却装置。

技术总结
本发明涉及一种报废锂电池回收处理工艺中提锂废水再利用的方法，包括如下步骤：步骤1：将提锂废水收集储存；步骤2：将废水通过过滤器去除杂物；步骤3：过滤后的废水通过流量计，进入P507萃取系统；步骤4：提锂废水与P507萃取剂按照一定的比例在混合室进行皂化，加入Na2CO3，并发生如下反应，2R-H Na2CO3＝2R-Na H2O CO2


技术研发人员：吕昀城 张天任 凌怊 孔繁振 甄爱钢 王娟 刘元龙 崔星星 邱璨 贺宇日 杨余申
受保护的技术使用者：浙江天能新材料有限公司
技术研发日：2021.09.10
技术公布日：2022/1/6