[发明专利]一种金属锂的无害化处理方法

说明书

本发明公开了一种金属锂的无害化处理方法。所述方法包括：(1)用雾化的反应剂与金属锂进行反应，反应后得到含锂混合物；(2)将步骤(1)所述含锂混合物浸入反应剂中进行反应，得到含锂溶液。该方法通过控制雾化的反应剂加入量来控制反应进程，雾化的反应剂与金属锂生成的钝化层覆盖在金属锂表面，减缓反应进程，将未完全反应的含锂混合物浸入反应剂中后，钝化层溶解在反应剂中，金属锂在钝化层溶液中继续与反应剂反应，通过上述多步骤分步控制反应的进程，控制了反应的激烈程度，提高了无害化处理金属锂的安全性。通入二氧化碳能够避免频繁处理或调整反应剂中的钝化层成分的浓度，还可以得到易安全回收的碳酸锂。

技术领域

本发明属于废物处理技术领域，涉及一种无害化处理方法，尤其涉及一种金属锂的无害化处理方法。

背景技术

金属锂在锂电领域中有着广泛的应用，应用的同时带来了含金属锂废渣、边角料等废料的产生，由于金属锂不稳定，易在自然环境下与空气中的水分、氧气、氮气发生复杂的化学反应：

4Li+O₂＝2Li₂O

Li₂O+CO₂＝Li₂CO₃

Li₂O+H₂O＝2LiOH

Li+H₂O＝LiOH+0.5H₂

6Li+N₂＝2Li₃N，

虽然单位时间内产生的热量较少，但是如果不能及时被处理，热量不能及时释放，经过长时间的积聚，废料堆的温度将逐渐升高直至达到自燃甚至出现明火，金属锂一般应存放于液体石蜡、固体石蜡、白凡士林或充氩气的手套箱中，由于锂电公司金属锂废料废弃量不能达到金属锂生产企业规模但废弃的金属锂需要及时进行安全化处理以致难以形成规模化回收，目前使用金属锂材料的锂电公司一般将金属锂废料存放在干燥房间内，但是累积且密实的堆积不仅占用空间位置，也增加了公司的安全隐患。

现有技术中含金属锂废料的处理方法主要包括：

1、直接将锂渣加入到水中进行水解，通过控制锂渣的加入量来控制水解的反应程度。由于锂渣在水中反应剧烈，会产生大量的热与可燃性气体氢气，因此需要严格控制每次锂渣的处理量，处理周期较长。由于反应生成氢气和产生大量热量，安全危险性高，易发生爆炸。

2、通过湿法回收的方法回收金属锂，其工艺过程复杂，能耗较高，实现工业化应用困难。

3、高温燃烧处理金属锂废渣并回收金属锂，其容易引起金属锂一起燃烧，控制非常困难，风险系数高。无法直接回收金属锂，同时在金属锂燃烧时烟气会带走大量含锂化合物的粉尘，造成空气污染和锂资源损失。

CN206368190U提供了一种金属锂渣的回收反应装置及处理装置，该方案中采用近饱和氢氧化锂溶液来降低水和锂渣的反应速率，以降低了金属锂废料处理的风险。但整个工艺效率低，金属锂废料处理量小，工艺需要预先配置氢氧化锂溶液，且氢氧化锂溶液达到饱和后反应速率进一步降低，不论是进行稀释还是更换饱和溶液都增加了工艺的复杂性。

CN109248904A公开了一种金属锂废渣的无害化处理方法及系统，该方案包括：提供液相体系，所述液相体系包括分层的油相和水相，油相分布在水相上方，且油相与金属锂废渣不反应；将金属锂废渣加入所述液相体系，并使金属锂废渣分布于所述油相内；将金属锂废渣压入所述水相内，使其中的金属锂与水反应，同时持续移除反应产生的氢气，实现金属锂废渣的无害化处理。但是该方法极为繁琐，并且对反应速率的控制较差，并且为了控制水相温度，必须排出热水重新注入冷水，这需要使用大量的水，会造成资源浪费。