一种高效处理LiFSI生产废水的方法

本发明涉及能源化工和绿色化工领域，更具体涉及工业上含lifsi、nafsi等物质的生产废水处理和排放问题。

背景技术：

1、现如今，汽油和柴油汽车普遍使用造成大量二氧化碳排放，导致全球变暖，为了避免上述问题进一步加剧，不少国家大力发展新能源汽车，就目前来看，锂电池在电动车和小型电网储电方面将会普遍应用。锂电池由阳极、阴极、隔膜和电解液构成，其中电解液是决定电池性能的最关键因素之一。双氟磺酰亚胺锂（lifsi）是一种新型电解质锂盐，具有广阔的应用前景。与目前普遍使用的六氟磷酸锂（lipf6）相比，lifsi具有更好的电导率、热稳定性和水解稳定性以及较低的铝腐蚀电位等。因此，大规模绿色合成lifsi越来越受到人们的重视。

2、工业上生产lifsi的过程工艺存在能耗较大、环境污染等缺点，尤其是会不可避免产生含有fsi-离子和有机物的废水。这不仅会导致发泡，直接排入污水站还会导致las超标，对环境造成严重污染。非常遗憾的是，目前对于lifsi生产过程中废水的有效处理还少有报道。丘善棋等人在专利cn115818858a中利用树脂吸附废水中的lifsi，但处理步骤繁琐。程思聪等人在专利cn114408883a中涉及利用碳酸酯等溶剂从双氟磺酰亚胺锂废渣中提取分离lifsi，但由于lifsi在水中溶解度大，很难利用此法从废水中分离出lifsi。罗伟锋等人在专利cn114560575b中指出，利用石灰对酸废水进行预处理既可以去除废水中的氟离子和重金属，但需要先通过复杂的工艺步骤制得蒙脱石，且废水还需进一步处理。因此，如何通过简单高效的处理方式将lifsi生产废水处理至可直接排放至污水池的标准，是锂离子电池领域需要解决的一项关键技术难题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种高效处理lifsi生产废水的方法，使废水达到排放标准，该工艺路线简单易行、能耗低，能有效减少对环境的污染。

2、本发明采取的技术路线是：一种高效处理lifsi生产废水的方法，在待排放的lifsi生产废水中加入络合剂，通过络合剂与废水中的fsi-离子发生络合反应，再加入萃取剂将络合物通过萃取移除体系，仅需要后续的简单分离，即可实现萃取剂回收利用。

3、具体操作包括如下步骤：

4、（1）取待排放的废水置于在反应罐中。

5、（2）往罐中加入一定量的络合剂，在常温下充分反应30 min形成络合物。

6、（3）往罐中加入一定量的萃取剂，在常温下搅拌20 min后，静置分层。将有机相输送到储罐中进行后续分离处理，水相输送到废水收集罐。

7、以上技术方案中，所述的废水为工业上生产lifsi过程中产生的废水，其中fsi-离子含量为4000-6000 ppm之间。

8、以上技术方案中，所述络合剂为季铵盐类化合物，包括但不局限辛基三甲基氯化铵、四甲基氯化铵、苯基三甲基氯化铵、烯丙基三甲基氯化铵、2,3-环氧丙基三甲基氯化铵、丁基三甲基氯化铵、苄基三甲基氯化铵、苄乙基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵和十六烷基三甲基氯化铵中的一种。

9、以上技术方案中，所述络合剂与废水中fsi-离子的摩尔比为1:(1.0-1.3)，可选为1:(1.1-1.2)。

10、以上技术方案中，所述萃取剂为卤代烷烃，包括但不局限二氯甲烷、二氯乙烷、二氯丙烷和三氯乙烷中的一种或者多种。

11、以上技术方案中，所述萃取剂与废水的体积比为1:(0.75-1.5)，可选为1:(1-1.2)。

12、以上技术方案中，所述的分离方式为汽化或精馏中的一种。

13、本发明的显著优点在于：

14、本工艺利用络合剂与lifsi生产废水中的fsi-离子发生络合反应，再通过常见的萃取剂进行分离，可一次使废水中的fsi-离子去除率达到98%以上，该工艺反应条件温和，操作工序简单、工艺环保，一次操作即可将废水处理达到排放的标准，在国内外lifsi的生产厂家具有较好的应用前景。

技术特征：

1.一种处理lifsi生产废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的处理lifsi生产废水的方法，其特征在于，所述的废水为工业生产lifsi过程产生的废水，其中fsi-离子含量为4000-6000 ppm。

3.如权利要求2所述的处理lifsi生产废水的方法，其特征在于，加入的络合剂与废水中fsi-离子的摩尔比为1:(1.0-1.3)；加入络合剂后在常温下反应20-40min。

4.如权利要求3所述的处理lifsi生产废水的方法，其特征在于，加入的络合剂与废水中fsi-离子的摩尔比为1:(1.1-1.2)。

5.如权利要求1所述的处理lifsi生产废水的方法，其特征在于，加入的萃取剂与废水的体积比为1:(0.75-1.5)。

6.如权利要求5所述的处理lifsi生产废水的方法，其特征在于，加入的萃取剂与废水的体积比为1:(1-1.2)。

7.如权利要求1所述的处理lifsi生产废水的方法，其特征在于，所述步骤“分离得到有机相和水相”后还包括步骤：对所述有机相以汽化或精馏方式作后续分离处理。

技术总结
本发明公开了一种高效处理LiFSI生产废水的方法，在常温条件下，通过加入季铵盐类化合物与LiFSI生产废水中的FSI<supgt;‑</supgt;离子发生络合反应形成稳定的络合物，再通过有机萃取剂对溶液进行萃取，移除生成的络合物，最后将萃取后的有机相进行简单分离，可实现萃取剂回收利用。经上述处理后，废水中的FSI<supgt;‑</supgt;离子去除率可达98%以上，达到排放至污水站的标准。本发明利用络合物的特性，经过后续简单的操作方式，既避免了复杂冗长的工艺路线，同时有效减少对环境的污染，且易于实现工业化，为LiFSI的绿色合成和三废处理提供了新的工艺路线。

技术研发人员：郑辉东,张思宇,周守泉,任峰娇,张福蓊,李浩宏,王莹淑,严佐毅,周才金,郑美琴
受保护的技术使用者：福州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12