[发明专利]一种回收锂电池阳极废液中N-甲基吡咯烷酮的方法

说明书

本发明涉及锂电池废液处理技术领域，具体涉及到一种回收锂电池阳极废液中N‑甲基吡咯烷酮的方法。其包括如下步骤：步骤一、将阳极废液注入处理池中；步骤二、向阳极废液处理池中加入质量比为0.02～1wt％的絮凝剂，搅拌均匀后，静置12小时以上，上层液体为NMP的水溶液，下层沉淀为包括碳粉、贵金属、NMP絮凝胶状沉淀物；步骤三、再向絮凝胶状沉淀物中加入硅藻土，搅拌均匀得到硅藻土泥浆，然后对硅藻土泥浆进行压滤，得到的滤液即为NMP的水溶液。本发明是物理固液分离法，在加入絮凝剂后可进行静置沉淀先取出沉淀物，分离出NMP水溶液和黑色胶状沉淀物，然后向胶状沉淀物中加入硅藻土搅拌均匀后通过压滤方式分离出剩余的NMP水溶液和含贵金属、碳粉等的滤渣。

技术领域

本发明涉及锂电池废液处理技术领域，具体涉及到一种回收锂电池阳极废液中N-甲基吡咯烷酮的方法。

背景技术

锂离子电池以高能量密度、高电压、循环性能好、自放电小、储存时间长、操作安全、使用温度范围宽、环境友好等优点，逐步取代传统的镍镉电池和镍氢电池，且市场份额逐年增加。锂离子电池中的贵重金属资源主要集中在外壳、集流体和正极材料上。目前，除了早期商业化的钴酸锂外，工业生产中常用的锂离子电池正极材料还有尖晶石结构的锰酸锂，层状结构的镍钴锰酸锂和橄榄石型的磷酸亚铁锂。由于锂离子电池循环寿命有限，使用一段时间后就不得不废弃。锂离子电池中的有机溶剂和金属会污染土壤、空气、水源等，对环境造成很大的威胁，而废旧锂离子电池富含的金属又是重要的稀缺资源。探索合理的回收废旧锂离子电池的方法，实现对废旧锂离子电池中贵重金属资源的合理利用已经迫在眉睫。目前人们研究比较多的是采用无机强酸来实现钴酸锂正极材料中金属钴和锂的分离提纯，该工艺复杂，且无机强酸对设备要求较高，存在的二次污染比较严重。

阳极废液的主要组份为N甲基吡咯烷酮(简称NMP)、纳米级碳粉颗粒、胶状物质、溶剂、无机盐和水等。在阳极废液中，NMP、贵金属、纳米级碳粉颗粒都是值得回用的原料。目前，有人对理电池生产过程中产生的阳极废料进行了闪蒸或加热蒸发处理试验，能蒸馏出其中的部分NMP，并得到固含量较高的废渣，贵金属、纳米级碳粉颗粒均在其中，通过这种固液分离的方法虽然能够获得有用的NMP和可以再利用的废渣，但所用设备蒸馏塔极易积垢造成阻塞，且很难洁洗疏通，使用寿命不长；同时能耗极高，回收的收益率太低，没有商用价值，因此，目前还没有成熟的商业处理方案。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种回收锂电池阳极废液中N-甲基吡咯烷酮的方法，包括用絮凝剂对阳极废液进行絮凝分离。

作为本发明一种优选的技术方案，其包括如下步骤：

步骤一、将阳极废液注入处理池中；

步骤二、向阳极废液处理池中加入质量比为0.02～1wt％的絮凝剂，搅拌均匀后，静置12小时以上，上层液体为NMP的水溶液，下层沉淀为包括碳粉、贵金属、NMP絮凝胶状沉淀物；

步骤三、再向絮凝胶状沉淀物中加入硅藻土，搅拌均匀得到硅藻土泥浆，然后对硅藻土泥浆进行压滤，得到的滤液即为NMP的水溶液。

作为本发明一种优选的技术方案，所述硅藻土的加入量大于待处理液的0.1wt％。

作为本发明一种优选的技术方案，所述絮凝剂选自聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、十二水合硫酸铝钾中的一种或多种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述压滤中的压力大于10公斤，滤布的孔径200目以上。

作为本发明一种优选的技术方案，所述絮凝剂为聚合硫酸铝-硫酸铁复配物；所述聚合硫酸铝-硫酸铁复配物的碱化度为30～38％。

作为本发明一种优选的技术方案，所述聚合硫酸铝-硫酸铁复配物的制备原料包括硫酸铝和硫酸铁；所述硫酸铝和硫酸铁的摩尔比例为(1.2～2.0)：1。