[0001]

本發(fā)明涉及廢舊鋰電池回收領(lǐng)域，特別是涉及一種處理廢舊鋰電池隔膜紙的方法。

背景技術(shù)：

[0002]

鋰電池是一類依靠鋰離子在正負(fù)極之間穿梭來達(dá)到充電、放電目的的化學(xué)電池，具有高能量密度、高工作電壓、長(zhǎng)循環(huán)壽命、大充放電倍率等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于新能源汽車、3c消費(fèi)類產(chǎn)品以及儲(chǔ)能電池領(lǐng)域，其中3c是指計(jì)算機(jī)、通訊和消費(fèi)電子產(chǎn)品三類電子產(chǎn)品的簡(jiǎn)稱。鋰離子電池的主要組成部分包括正極、負(fù)極、外殼、電解液和隔膜紙。現(xiàn)有干法工藝處理廢舊鋰電池，回收的隔膜紙中仍殘余大量的有價(jià)金屬，若不加以利用會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染以及資源浪費(fèi)。

[0003]

目前處理隔膜紙最常用的是焚燒法，該方法能耗高，流程長(zhǎng)，金屬回收率低。特別地，采用焚燒法處理隔膜紙，一方面殘存的正極集流體金屬鋁由于熔點(diǎn)較低，熱處理過程極易熔融，會(huì)滲入電池粉中，造成有價(jià)金屬分離困難，不利于工業(yè)生產(chǎn)。另一方面，焚燒法無法回收隔膜紙，造成資源的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

[0004]

本發(fā)明的目的在于提供一種處理廢舊鋰電池隔膜紙的方法，該方法結(jié)合物理與化學(xué)方法，能滿足環(huán)境友好，低能耗，資源高回收的工業(yè)生產(chǎn)需求。

[0005]

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

[0006]

一種處理廢舊鋰電池隔膜紙的方法，包括以下步驟：

[0007]

(1)將廢舊隔膜紙進(jìn)行剪切破碎，再進(jìn)行氣流分選，得到輕料和銅鋁混合料；

[0008]

(2)將輕料投入浮選機(jī)內(nèi)進(jìn)行分選，得到隔膜紙和電池粉料；

[0009]

(3)將電池粉料制漿，再進(jìn)行濕法浸出，將隔膜紙進(jìn)行酸洗，再過濾，甩干，得到隔膜紙。

[0010]

優(yōu)選地，步驟(1)中，所述剪切破碎后的破碎料的尺寸為1-3mm。

[0011]

優(yōu)選地，步驟(1)中，所述氣流分選的速率為2-3m/s。

[0012]

優(yōu)選地，步驟(1)中，還包括將所述銅鋁混合料投入渦電流分選機(jī)中進(jìn)行分選，得到金屬銅和金屬鋁。

[0013]

更優(yōu)選地，所述渦電流分選機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為20-40hz，皮帶轉(zhuǎn)速為10-15hz，給料速度為渦電流分選機(jī)單位時(shí)間處理量的30％-40％。

[0014]

優(yōu)選地，步驟(2)中，所述浮選機(jī)的攪拌速度200-400r/min，浮選機(jī)的刮板速度40-80r/min。

[0015]

優(yōu)選地，步驟(3)中，所述將電池粉料制漿，是將電池粉料制得質(zhì)量濃度為30-35％的漿體。

[0016]

優(yōu)選地，步驟(3)中，所述濕法浸出的具體操作步驟為：將電池粉制成漿料加入酸

洗液中進(jìn)行酸洗，再加入還原劑進(jìn)行還原浸出，調(diào)節(jié)ph至酸性，得到浸出液。

[0017]

更優(yōu)選地，所述酸洗液為硫酸；所述還原劑為雙氧水或亞硫酸鈉中的一種；所述調(diào)ph至酸性是將ph調(diào)至1.5-2.0。

[0018]

優(yōu)選地，步驟(3)中，所述酸洗使用的酸洗液為0.5-1.5mol/l的硫酸。

[0019]

優(yōu)選地，步驟(3)中，所述將隔膜紙進(jìn)行酸洗的過程中，隔膜紙和酸洗液的質(zhì)量比為1：(5-10)。

[0020]

優(yōu)選地，步驟(3)中，所述酸洗的轉(zhuǎn)速200-400r/min，酸洗的時(shí)間為10-30min。

[0021]

優(yōu)選地，步驟(3)中，所述過濾的過程使用的濾網(wǎng)的目數(shù)為60-100目；所述甩干的過程使用離心機(jī)，所述離心機(jī)的轉(zhuǎn)速為4000-5000r/min。

[0022]

更優(yōu)選地，所述酸洗后的酸洗液和甩干出來的酸洗液都可用于電池漿料的濕法浸出。

[0023]

優(yōu)選地，步驟(4)中得到的隔膜紙可用于塑料造粒。

[0024]

本發(fā)明的處理原理：

[0025]

本發(fā)明利用物理與化學(xué)相結(jié)合的方法處理隔膜紙，先將廢舊隔膜紙進(jìn)行剪切式破碎，進(jìn)行氣流分選，得到輕料和重料；將輕料隔膜紙、電池粉進(jìn)行浮選，分離得到電池粉漿料和隔膜紙；將重料銅鋁混合料進(jìn)行渦電流分選；將分選后的電池粉漿料用泵運(yùn)送至濕法段處理，將分選后的隔膜紙進(jìn)行酸洗，將酸洗后隔膜紙過濾并用離心機(jī)甩干，售出，用于塑料造粒；利用物理方法將隔膜紙中的金屬銅與金屬鋁分離、隔膜紙與電池粉分離；再利用化學(xué)法將隔膜紙中粘附的有價(jià)金屬鎳鈷錳分離，有效回收了廢舊隔膜紙中的有價(jià)金屬，生產(chǎn)過程中無三廢產(chǎn)生，滿足了環(huán)境友好，低能耗，資源高回收的工業(yè)生產(chǎn)需求。

[0026]

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

[0027]

本發(fā)明方法利用物理與化學(xué)相結(jié)合的方法處理隔膜紙，有效回收了廢舊鋰電池隔膜紙中的有價(jià)金屬，回收的隔膜紙能再次用于鋰電池中，滿足了環(huán)境友好，低能耗，資源高回收的工業(yè)生產(chǎn)需求。

附圖說明

[0028]

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

[0029]

為了對(duì)本發(fā)明進(jìn)行深入的理解，下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行描述，以進(jìn)一步的說明本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，任何不偏離本發(fā)明主旨的變化或者改變能夠?yàn)楸绢I(lǐng)域的技術(shù)人員理解，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所屬權(quán)利要求范圍確定。

[0030]

實(shí)施例1

[0031]

一種處理廢舊鋰電池隔膜紙的方法，包括以下步驟：

[0032]

(1)取金屬含量為銅15.72％、鋁8.26％、鎳4.84％、鈷8.92％的廢舊隔膜紙，投入剪切式破碎機(jī)中進(jìn)行破碎，破碎成大小為3mmx3mm的規(guī)則形狀，再投入氣流速度為2.2m/s的旋風(fēng)分離器內(nèi)，進(jìn)行氣流分選，分選得輕料和銅鋁混合料；

[0033]

(2)將銅鋁混合料投入轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為40hz、皮帶轉(zhuǎn)速為12hz的渦電流分選機(jī)進(jìn)行分選，得到金屬銅和金屬鋁；

[0034]

(3)將輕料投入攪拌速度為300r/min、刮板速度為50r/min的浮選機(jī)內(nèi)進(jìn)行分選，得到隔膜紙和電池粉料；

[0035]

(4)將電池粉料制漿，再將電池粉制成漿料后加入硫酸中進(jìn)行酸洗，再加入雙氧水進(jìn)行還原浸出，調(diào)節(jié)ph至1.5，得到浸出液，將隔膜紙用0.5mol/l的稀硫酸進(jìn)行酸洗，隔膜紙和酸洗液的質(zhì)量比為1:10，轉(zhuǎn)速200r/min，酸洗的時(shí)間為10min，用60目直線篩過濾，用轉(zhuǎn)速為5000r/min的臥式螺旋卸料離心機(jī)甩干，即得隔膜紙。

[0036]

經(jīng)上述步驟處理得到隔膜紙、金屬銅、金屬鋁及電池粉漿料，其中隔膜紙中各金屬含量：銅0.12％、鋁0.26％、鎳0.14％、鈷0.23％；金屬銅中各金屬含量：銅98.22％、鋁0.68％、鎳0.32％、鈷0.51％；金屬鋁中各金屬含量：銅4.86％、鋁90.93％、鎳0.82％、鈷1.33％；電池粉漿料雜質(zhì)含量檢測(cè)：銅1.05％、鋁0.84％、鎳15.22％、鈷21.08％。隔膜紙、金屬銅及金屬鋁可直接售出，電池粉漿料濕法浸出回收有價(jià)金屬。金屬銅與金屬鋁的分離率92.3％。

[0037]

實(shí)施例2

[0038]

一種處理廢舊鋰電池隔膜紙的方法，包括以下步驟：

[0039]

(1)取金屬含量為銅13.72％、鋁8.86％、鎳5.84％、鈷7.92％的廢舊隔膜紙，投入剪切式破碎機(jī)中進(jìn)行破碎，破碎成大小為3mmx3mm的規(guī)則形狀，再投入氣流速度為2.2m/s的旋風(fēng)分離器內(nèi)，進(jìn)行氣流分選，分選得輕料、銅鋁混合料；

[0040]

(2)將銅鋁混合料投入轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為40hz、皮帶轉(zhuǎn)速為12hz的渦電流分選機(jī)進(jìn)行分選，得到金屬銅和金屬鋁；

[0041]

(3)將輕料投入攪拌速度為400r/min、刮板速度為60r/min的浮選機(jī)內(nèi)進(jìn)行分選，得到隔膜紙和電池粉料；

[0042]

(4)將電池粉料制漿，再將電池粉制成漿料后加入硫酸中進(jìn)行酸洗，再加入雙氧水進(jìn)行還原浸出，調(diào)節(jié)ph至1.5，得到浸出液，將隔膜紙用1.0mol/l的稀硫酸進(jìn)行酸洗，隔膜紙和酸洗液的質(zhì)量比為1:10，轉(zhuǎn)速300r/min，酸洗的時(shí)間為20min，用80目直線篩過濾，用轉(zhuǎn)速為5000r/min的臥式螺旋卸料離心機(jī)甩干，即得隔膜紙。

[0043]

經(jīng)上述步驟處理得到隔膜紙、金屬銅、金屬鋁及電池粉漿料，其中隔膜紙中各金屬含量：銅0.11％、鋁0.22％、鎳0.12％、鈷0.13％；金屬銅中各金屬含量：銅98.26％、鋁0.78％、鎳0.36％、鈷0.41％；金屬鋁中各金屬含量：銅3.86％、鋁92.93％、鎳0.82％、鈷1.23％；電池粉漿料雜質(zhì)含量檢測(cè)：銅1.15％、鋁0.74％、鎳16.21％、鈷20.32％。隔膜紙、金屬銅及金屬鋁可直接售出，電池粉漿料濕法浸出回收有價(jià)金屬。金屬銅與金屬鋁的分離率94.3％。

[0044]

實(shí)施例3

[0045]

一種處理廢舊鋰電池隔膜紙的方法，包括以下步驟：

[0046]

(1)取金屬含量為銅9.72％、鋁10.86％、鎳6.84％、鈷6.92％的廢舊隔膜紙，投入剪切式破碎機(jī)中進(jìn)行破碎，破碎成大小為3mmx3mm的規(guī)則形狀，再投入氣流速度為2.8m/s的旋風(fēng)分離器內(nèi)，進(jìn)行氣流分選，分選得輕料、銅鋁混合料；

[0047]

(2)將銅鋁混合料投入轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為40hz、皮帶轉(zhuǎn)速為12hz的渦電流分選機(jī)進(jìn)行分選，得到金屬銅和金屬鋁；

[0048]

(3)將輕料投入攪拌速度為400r/min、刮板速度為70r/min的浮選機(jī)內(nèi)進(jìn)行分選，

得到隔膜紙和電池粉料；

[0049]

(4)將電池粉料制漿，再將電池粉制成漿料后加入硫酸中進(jìn)行酸洗，再加入雙氧水進(jìn)行還原浸出，調(diào)節(jié)ph至1.5，得到浸出液，將隔膜紙用1.5mol/l的稀硫酸進(jìn)行酸洗，隔膜紙和酸洗液的質(zhì)量比為1:5，轉(zhuǎn)速300r/min，酸洗的時(shí)間為30min，用100目直線篩過濾，用轉(zhuǎn)速為4000r/min的臥式螺旋卸料離心機(jī)甩干，即得隔膜紙。

[0050]

經(jīng)上述步驟處理得到隔膜紙、金屬銅、金屬鋁及電池粉漿料，其中隔膜紙中各金屬含量：銅0.11％、鋁0.32％、鎳0.12％、鈷0.08％；金屬銅中各金屬含量：銅98.66％、鋁0.68％、鎳0.46％、鈷0.39％；金屬鋁中各金屬含量：銅3.46％、鋁93.13％、鎳0.62％、鈷0.73％；電池粉漿料雜質(zhì)含量檢測(cè)：銅0.98％、鋁0.76％、鎳16.02％、鈷20.58％。隔膜紙、金屬銅及金屬鋁可直接售出，電池粉漿料濕法浸出回收有價(jià)金屬。金屬銅與金屬鋁的分離率94.83％。

[0051]

實(shí)施例1處理后的隔膜紙、金屬銅、金屬鋁及電池粉漿料中的各金屬含量結(jié)果如表1所示：

[0052]

表1

[0053] 銅(％)鋁(％)鎳(％)鈷(％)隔膜紙0.120.260.140.23金屬銅98.220.680.320.51金屬鋁4.8690.930.821.33電池粉漿料1.050.8415.2221.08

[0054]

實(shí)施例2處理后的隔膜紙、金屬銅、金屬鋁及電池粉漿料中的各金屬含量結(jié)果如表2所示：

[0055]

表2

[0056] 銅(％)鋁(％)鎳(％)鈷(％)隔膜紙0.110.220.120.13金屬銅98.260.780.360.41金屬鋁4.8692.930.821.23電池粉漿料1.150.7416.2120.32

[0057]

實(shí)施例3處理后的隔膜紙、金屬銅、金屬鋁及電池粉漿料中的各金屬含量結(jié)果如表3所示：

[0058]

表3

[0059] 銅(％)鋁(％)鎳(％)鈷(％)隔膜紙0.110.320.120.08金屬銅98.660.680.460.39金屬鋁3.4693.130.620.73電池粉漿料0.980.7616.0220.58

[0060]

從表1-3中可得，采用本發(fā)明的方法處理后的隔膜紙中的有價(jià)金屬含量很少，可用于塑料的造粒，而目前的隔膜紙的處理方式都是通過焚燒，浪費(fèi)資源和污染環(huán)境，并且金屬銅的回收率可達(dá)98.2％以上，金屬鋁的回收率可達(dá)90.9％以上，而電池粉漿料可通過濕法

浸出回收其中的鎳鈷錳可再次用于電池正極材料的制備。

[0061]

以上對(duì)本發(fā)明提供的一種處理廢舊鋰電池隔膜紙的方法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，本文中應(yīng)用了具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員都能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，和實(shí)施任何結(jié)合的方法。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明專利保護(hù)的范圍通過權(quán)利要求來限定，并可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的其他實(shí)施例。如果這些其他實(shí)施例具有不是不同于權(quán)利要求文字表述的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的文字表述無實(shí)質(zhì)差異的等同結(jié)構(gòu)要素，那么這些其他實(shí)施例也應(yīng)包含在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種處理廢舊鋰電池隔膜紙的方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將廢舊隔膜紙進(jìn)行剪切破碎，再進(jìn)行氣流分選，得到輕料和銅鋁混合料；(2)將輕料投入浮選機(jī)中進(jìn)行分選，得到隔膜紙和電池粉料；(3)將電池粉料制漿，再進(jìn)行濕法浸出，將隔膜紙進(jìn)行酸洗，再過濾，甩干，得到隔膜紙。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述氣流分選的速率為2-3m/s。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，還包括將所述銅鋁混合料投入渦電流分選機(jī)中進(jìn)行分選，得到金屬銅和金屬鋁；所述渦電流分選機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為20-40hz，皮帶轉(zhuǎn)速為10-15hz。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述浮選機(jī)的攪拌速度為200-400r/min，浮選機(jī)的刮板速度為40-80r/min。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，所述濕法浸出的具體操作步驟為：將電池粉制成漿料后，加入酸洗液中進(jìn)行酸洗，再加入還原劑進(jìn)行還原浸出，調(diào)節(jié)ph至酸性，得到浸出液。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述酸洗液為硫酸；所述還原劑為雙氧水或亞硫酸鈉中的一種；所述調(diào)ph至酸性是將ph調(diào)至1.5-2.0。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，所述酸洗使用的酸洗液為0.5-1.5mol/l的硫酸；步驟(3)中，所述酸洗的轉(zhuǎn)速為200-400r/min，酸洗的時(shí)間為10-30min。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，所述將隔膜紙進(jìn)行酸洗的過程中，隔膜紙和酸洗液的質(zhì)量比為1：(5-10)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(4)中，所述過濾的過程使用的濾網(wǎng)的目數(shù)為60-100目；所述甩干的過程使用離心機(jī)，所述離心機(jī)的轉(zhuǎn)速為4000-5000r/min。10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的方法在處理廢舊電池隔膜紙中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及廢舊電池回收領(lǐng)域，公開了一種處理廢舊鋰電池隔膜紙的方法，包括以下步驟：(1)將廢舊隔膜紙進(jìn)行剪切破碎，再進(jìn)行氣流分選，得到輕料和銅鋁混合料；(2)將輕料投入浮選機(jī)內(nèi)進(jìn)行分選，得到隔膜紙和電池粉料；(3)將電池粉料制漿，再進(jìn)行濕法浸出，將隔膜紙進(jìn)行酸洗，再過濾，甩干，得到隔膜紙。本發(fā)明方法利用物理與化學(xué)相結(jié)合的方法處理隔膜紙，有效回收了廢舊鋰電池隔膜紙中的有價(jià)金屬，滿足了環(huán)境友好，低能耗，資源高回收的工業(yè)生產(chǎn)需求。資源高回收的工業(yè)生產(chǎn)需求。資源高回收的工業(yè)生產(chǎn)需求。

技術(shù)研發(fā)人員：蔡海兵 李強(qiáng) 李長(zhǎng)東 陳若葵 陳嵩

受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東邦普循環(huán)科技有限公司 湖南邦普汽車循環(huán)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.09.09

技術(shù)公布日：2021/1/29