[发明专利]废旧磺化隔膜的处理方法

说明书

本发明属于高分子材料回收处理技术领域，涉及一种废旧磺化隔膜的处理方法。将废旧动力电池的电芯进行粗碎，分离出磺化隔膜；进一步细碎；进行烘干后，经喷雾装置喷入燃烧炉，进行富氧燃烧；燃烧产生的气体经三级溶液池吸收后，排出净化气体；燃烧产生的灰渣，从燃烧炉底部流出，进入溶解分离工序。燃烧炉内压力为负压，在燃烧炉中喷出磺化隔膜碎片，喷出的线速度为32～55m/s，再以一定速度喷出天然气与富氧空气，进行充分燃烧。本发明工艺简单，可以回收磺化隔膜中的硫，并以稀硫酸的形式进入后续溶解工序，实现循环利用，环境友好；燃烧所产生的热量可以用于后续溶解等工序加热；本发明对隔膜中所含的电池材料达到99.0％以上的回收率，具有重大工业价值。

技术领域

本发明属于高分子材料回收处理技术领域，涉及一种废旧磺化隔膜的处理方法。

背景技术

磺化隔膜作为优良的水系电池隔膜，在水系动力电池作为隔膜一直获得大量应用。随新能源车推广数量的急剧增加，车载水系电池用磺化隔膜也呈现爆发式增长，目前年需求量突破10亿平方，巨大的磺化隔膜使用量也带来巨大的处理压力，车载动力电池寿命到期后，报废磺化隔膜的处理成为一个现实的研究课题和亟待解决的工业问题。

当前对报废磺化隔膜的处理方法有如下三种：(1)、清洗后干净后，重新切碎作为有机物原材料制备其他高分子材料如拖鞋等；(2)、直接在空气中进行燃烧；(3)、当垃圾进行掩埋。磺化隔膜组成元素为C、H、O、S，其中S所占整个隔膜质量分数的1～3％，而报废磺化隔膜中还含有电池材料，主要是重金属稀土、镍等。采用方案(1)进行清洗，需要消耗大量的纯水，且隔膜为三维网状结构，附着在内部的电池材料，难以清洗出来，还需要用酸浸泡，产生大量的含有重金属的酸性废水，需要增加额外的处理成本，同时磺化隔膜中的S还是没有处理，只是暂时转移；方案(2)直接向空气中排放大量的硫化物和黑色的灰烬，会造成严重的环境污染，环保上直接不可行；方案(3)会造成土壤和地下水严重污染，也是环保上所不允许。

实现有效处理磺化隔膜中的S，并对吸附的电池材料进行回收利用，是一个具有重大工业价值的技术，但目前的报到都仅限于上述三种方案，尚未见新的处理方案的报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种废旧磺化隔膜的处理方法，有效处理磺化隔膜中的S，并对吸附的电池材料进行回收利用，工艺简单，环境友好；回收磺化隔膜中的硫，并以稀硫酸的形式进入后续溶解工序，实现循环利用，弥补巨量废旧磺化隔膜处理技术空白。

本发明所述的废旧磺化隔膜的处理方法，包括以下步骤：

(1)将废旧动力电池的电芯进行粗碎，分离出磺化隔膜；

(2)将磺化隔膜进一步细碎；

(3)将碎片进行烘干后，经喷雾装置喷入燃烧炉，进行富氧燃烧；

(4)燃烧产生的气体经三级溶液池吸收后，排出净化气体；燃烧产生的灰渣，从燃烧炉底部流出，进入溶解分离工序。

其中：

步骤(1)中的粗碎是指将电芯切成1～4cm的碎片，切成的碎片不能太长，太长了电池极片与磺化隔膜不容易分离，也不能太短，太短，会产生太多的电池材料碎屑，粘附在电池磺化隔膜上，影响后续分离。

步骤(1)中的分离是采用旋风分离，具体通过旋风将磺化隔膜单独分离出来；磺化隔膜比重比较轻，通过旋风分离可以单独分离出来磺化隔膜。

步骤(2)中的细碎为裁切方式，步骤(2)细碎成直径为1～3mm的碎片。磺化隔膜含有电解液等，具有一定的湿度，并具有一定的机械强度，通过裁切可以最低机械能耗实现细碎。将磺化隔膜进一步细碎成直径为1～3mm的碎片，如果细碎的碎片太小，会造成裁切次数过多，生产效率也下降，如果碎片尺寸大，会影响后续燃烧速度和燃烧效果。