[发明专利]一种废旧电池回收过程中同时催化产氢的方法和装置

权利要求书

1.一种废旧电池回收过程中同时催化产氢的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

(1)提取石墨：将负极片破碎置入反应器内的粗滤网上，添加热水，液位高于粗滤网，得到石墨浆液；

(2)催化剂制备：通过过量体积浸渍法，将负极脱落的石墨制备成Ni/C催化剂；

(3)催化制氢：将Ni/C催化剂和正极片放置于反应器内的粗滤网上，加入高浓度溶解液进行溶解制氢，并得到浆液，溶解液的液位高粗于滤网；

(4)剩余物质回收：步骤(3)中反应器内粗滤网上的催化剂可重复利用，反应器内的浆液为含铝溶液、催化剂和正极材料的混合物，可进行下一步电池回收工艺。

2.根据权利要求1所述的一种废旧电池回收过程中同时催化产氢的方法，其特征在于，主要包括如下步骤：

(1)提取石墨：打开第一阀门，将电池单体负极片剪碎后，通过进料口加入反应器中，并加入过量的热水浸泡，液位高于粗滤网，开启搅拌器，粗滤网上为铜箔，粗滤网下为石墨浆液；打开第二阀门和第三阀门，开启与第一储罐连通的真空泵，浆液流入第一储罐，得到石墨浆液，关闭阀门；

(2)催化剂制备：打开第一储罐，将溶解的镍盐溶液倒入第一储罐中，搅拌过夜后，加热蒸干，将第一储罐中蒸干的固体放入干燥箱中干燥，在惰性气体氛围下500℃煅烧5h，得到Ni/C催化剂；

(3)催化制氢：将循环冷却水通入冷凝器，并打开第一阀门，将正极片剪碎和上述Ni/C催化剂一同通过进料口放入第一储罐的粗滤网上，然后加入溶解液，液位应高于滤网，关闭第一阀门，开启搅拌器，控制搅拌速度；氢气通过冷凝器从氢气收集管收集；

(4)剩余物质回收：步骤(3)中反应器内粗滤网上的催化剂可回收再利用；打开第二阀门和第四阀门，开启与第二储罐连通的真空泵，步骤(3)中反应结束的浆液流入第二储罐，第二储罐中的浆液为含铝溶液、催化剂和正极材料的混合物，浆液可通过湿法回收工艺继续进行正极材料的回收。

3.根据权利要求2所述的一种废旧电池回收过程中同时催化产氢的方法，其特征在于，步骤(1)中的搅拌速度为100-200r/min。

4.根据权利要求2所述的一种废旧电池回收过程中同时催化产氢的方法，其特征在于，步骤(2)中干燥温度为80-120℃，干燥时间为8-12h。

5.根据权利要求2所述的一种废旧电池回收过程中同时催化产氢的方法，其特征在于，步骤(2)中的惰性气体为氮气、氦气、氩气中的一种。

6.根据权利要求2所述的一种废旧电池回收过程中同时催化产氢的方法，其特征在于，步骤(2)中的镍盐为硝酸镍、醋酸镍、硫酸镍中的一种，Ni/C催化剂中的镍负载量为5-10％。

7.根据权利要求2所述的一种废旧电池回收过程中同时催化产氢的方法，其特征在于，步骤(3)中的溶解液为无机碱液，浓度为0.5-1.5mol/L。

8.一种废旧电池回收过程中同时催化产氢的装置，其特征在于，包括顺次连接的反应器、第一储罐、第二储罐和废液收集池，所述反应器上部设有进料口，其顶部设有出气口，所述出气口处安装有冷凝器，所述冷凝器的出口处设有氢气收集管；所述反应器内设有粗滤网，所述反应器下方设有带有加热功能的磁力搅拌器。

9.根据权利要求8所述的一种废旧电池回收过程中同时催化产氢的装置，其特征在于，所述第一储罐和第二储罐内上部均设有粗滤网，该两个储罐均与真空泵相连接。

10.根据权利要求8所述的一种废旧电池回收过程中同时催化产氢的装置，其特征在于，所述进料口处设有第一阀门，所述反应器与所述第一储罐之间的连接管路上设有第二阀门，所述第一储罐的入口处设有第三阀门，所述第二储罐的入口处设有第四阀门，所述第二储罐与所述废液收集池之间的连接管路上设有第五阀门。