[发明专利]一种回收废旧锂离子电池水循环利用系统及其方法

说明书

本申请提供了一种回收废旧锂离子电池水循环利用系统，包括：浸出提锂单元和与浸出提锂单元连通的烟气净化单元；所述浸出提锂单元，用于提纯分离锂离子，其包括碳酸氢锂浸出工艺段、氢氧化锂浸出工艺段、中和沉锂工艺段和压滤净化工艺段，碳酸氢锂浸出工艺段和氢氧化锂浸出工艺段分别与中和沉锂工艺段连通，中和沉锂工艺段中发生中和沉锂反应获得碳酸锂晶体析出液，再经压滤净化工艺段进行压滤以分离出低浓度含锂母液，将低浓度含锂母液分别输送至碳酸氢锂浸出工艺段和氢氧化锂浸出工艺段以及烟气净化单元；烟气净化单元，用于净化烟气、回用烟气中的水蒸气以及通过含锂母液浸提烟气中的含氟化合物。此系统可以实现节水和废水“零排放”。

技术领域

本申请属于资源回收技术领域，具体涉及一种回收废旧锂离子电池水循环利用系统及其方法。

背景技术

锂离子电池自进入市场以来，以其独具的高能量密度、高电压、循环性能好、自放电小、操作安全等优势，被广泛应用于电子信息产品和电动工具、电动汽车行业等。锂离子电池正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂三元材料和磷酸铁锂等，负极材料主要有天然石墨和人造石墨等。由于锂离子电池的使用寿命有限，在使用五六年之后就进入大规模淘汰期，且电池属于严重污染类固体废物，因此随着大量锂离子电池的退役，废旧锂离子电池的综合回收利用成为新能源锂电池循环利用的重要生产链，完善的环保型废旧锂电“固废资源化”体系建设成为锂电行业发展的趋势。

目前，废旧锂电池综合回收利用系统中水净化回收利用成本高，需要大量的新水补充，而且一般通过MVR蒸发结晶的方式获得蒸馏水回用，其能耗非常高。

因此，急需开发出环保、高效的水循环体系，以实现整个回收生产线的节水和废水“零排放”。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种回收废旧锂离子电池水循环利用系统及其方法，以解决废旧锂电池综合回收利用系统中水净化回收利用成本高，需要大量的新水补充的问题。

为实现上述目的，本申请一方面提供了一种回收废旧锂离子电池水循环利用系统，包括：浸出提锂单元和与浸出提锂单元连通的烟气净化单元；

所述浸出提锂单元，用于提纯分离锂离子，其包括碳酸氢锂浸出工艺段、氢氧化锂浸出工艺段、中和沉锂工艺段和压滤净化工艺段，碳酸氢锂浸出工艺段和氢氧化锂浸出工艺段分别与中和沉锂工艺段连通，中和沉锂工艺段中发生中和沉锂反应获得碳酸锂晶体析出液，再经压滤净化工艺段进行压滤以分离出含锂母液，将含锂母液分别输送至碳酸氢锂浸出工艺段和氢氧化锂浸出工艺段以及烟气净化单元；

烟气净化单元，用于净化烟气、回用烟气中的水蒸气以及通过含锂母液浸提烟气中的含氟化合物。

可选地，所述回收废旧锂离子电池水循环利用系统还包括用于对所述浸出提锂单元和所述烟气净化单元冷却处理的水介质冷却单元。

可选地，所述浸出提锂单元还包括与所述氢氧化锂浸出工艺段连通并用于提高锂含量的富锂工艺段。

本申请另一方面提供了一种回收废旧锂离子电池水循环利用方法，采用上述所述的回收废旧锂离子电池水循环利用系统，包括以下步骤：

将含锂母液的第一部分输送至氢氧化锂浸出工艺段对包含氧化锂的物料进行水化反应及浸出处理，浸取分离出氢氧化锂浸出液；

将含锂母液的第二部分输送至碳酸氢锂浸出工艺段对包含碳酸锂的物料进行碳化反应及浸出处理，浸取分离出包含碳酸氢锂的浸出液；

混合氢氧化锂浸出液和包含碳酸氢锂的浸出液以发生中和沉锂反应，反应得到的碳酸锂晶体析出液进行压滤以分离出含锂母液和碳酸锂，含锂母液回用至氢氧化锂浸出工艺段和碳酸氢锂浸出工艺段；

将含锂母液的第三部分输送至烟气净化单元与氟化物反应生成氟化锂水溶液，对氟化锂水溶液进行压滤以分离出氟化锂和压滤水溶液。