[发明专利]一种退役旧锂电池热解尾气无害化处理方法

说明书

本发明公开了一种退役旧锂电池热解尾气无害化处理方法，涉及废旧锂电池综合回收利用领域，具体包括：将退役锂电池电极材料破碎后放入热解炉空气热解，将热解排放的油气通过冷凝回收热解油，将尾气通过碱液以截留尾气中的氟化物，利用退役锂电池正极活性粉末硫化焙烧‑水浸制得钴/锰基催化剂，再将碱液处理后的尾气进入已填充从退役锂电池中回收的钴/锰基催化剂的固定床催化氧化反应器进行催化降解处理。本发明利用退役锂电池制备催化剂来处理其热解处理产生的有机废气，适用于处理钴酸锂、锰酸锂和镍钴锰酸锂等多种退役锂电池，适用性极强；有机废气无害化处理过程具有温度低、工艺简单、操作环境好，易于控制和放大等优点。

技术领域

本发明涉及废旧锂离子电池综合回收利用领域，具体讲是一种退役旧锂电池热解尾气无害化处理方法。

背景技术

锂离子电池因具有效率高、功率大、能量密度高等优点，已成为极具吸引力的储能技术，正经历膨胀式发展。然而，锂离子电池使用寿命仅2-3年，大量锂电池退役后若未得到正确处置，其所含毒性物质会造成严重的环境危害。同时，退役锂电池中包含了大量宝贵的战略金属资源。因此，退役锂电池的回收利用具有环境保护和资源节约的双重意义。

目前退役锂电池的回收方法多样，为降低电极材料中铝箔、铜箔、粘结剂等对战略金属回收效率和价值的影响，绝大部分回收工艺中均包含电极材料热解处理从而将电极材料的活性物质与集流体预先分离。CN108666643A提出了锂离子电池正极材料回收方法及装置，该专利是将待回收的锂离子电池正极材料进行粉碎，得到材料粉末后通过筛分机和风力摇床对所述材料粉末进行分选，得到粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末，此方法分离得到的正极活性物质中铝箔、粘结剂含量高，会造成工艺流程长、回收产品价值低等问题。CN111841232 A提出一种废锂电池多段炉热解尾气的净化方法，该方法将废锂电池热解排放的尾气先依次通过旋风分离器、烟气冷却器、布袋除尘器和一/二/三级洗涤塔处理；而后将尾气进行焚烧，接着向排出的尾气管道中分段依次喷射生石灰粉末和活性炭粉末来去除尾气中的氟化物、硫化物及二噁英，最后再将排出气体经布袋除尘器除尘后进行无污化排放，该方法处理流程复杂，难以实际应用，并且有机废气需要经过焚烧处理，处理成本高。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种退役旧锂电池热解尾气无害化处理方法。

本发明的技术解决方案如下：

一种退役旧锂电池热解尾气无害化处理方法，将退役锂电池材料中的电极材料进行热解，得到至少含有正极活性粉末的混合物以及热解油气，所述热解油气经冷凝回流回收热解油，冷凝回流后的尾气通过碱液处理以截留尾气中的氟化物，利用正极活性粉末制得钴/锰基催化剂，再将碱液处理后的尾气经所述钴/锰基催化剂进行催化降解处理。

优选地，所述电极材料包括退役正极材料或退役正极材料和退役负极材料的混合料。

优选地，所述退役正极材料包括钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂中的任意一种或至少两种的组合；所述退役负极材料包括石墨负极、硅负极和硅碳负极的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述电极材料中含有的粘结剂包括丁苯橡胶、羧甲基纤维素、聚丙烯酸、聚丙烯腈中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，在所述冷凝回流回收热解油后的尾气的排出温度低于100℃。

优选地，所述碱液包括氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液以及氢氧化钙溶液中的一种或多种。

优选地，所述钴/锰基催化剂的具体制备方法为：将正极活性粉末与硫化物按照质量比为0.25-4:1混合，混合后于500-800℃焙烧，焙烧产物常温下按固液比20-200g/L水浸处理，将浸出浆液过滤分离，得到固体，所述固体为钴/锰基催化剂。

优选地，所述硫化物包括硫酸、硫酸盐、焦硫酸盐中的任意一种或至少两种的组合。