一种废旧电池黑粉再生工艺中废水的循环利用方法与流程

本发明属于锂电池材料回收，具体涉及一种废旧电池黑粉再生工艺中废水的循环利用方法。

背景技术：

1、目前新能源汽车上使用最多的动力电池为镍钴锰(ncm)三元电池和磷酸铁锂(lfp)电池。一般来说，当动力电池的容量衰减至额定值的80％时就需要退役处理。废旧锂离子电池经过拆解、破碎、高温煅烧和筛分后，成为相应的电池黑粉，其中包含正负极材料和铜铝等杂质，亟待循环利用。废旧动力电池黑粉在湿法循环与再生利用过程中的用水量较大，每个工序产生的废水中杂质不同，如果不能经过低成本纯化处理循环利用，会导致后期需环保处理压力增大，工艺成本较高。

2、中国发明cn101628761b公开了一种废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理方法，该废水主要含镍、钴、锰、铜等金属离子及少量不溶于水的有机物。本发明主要特点是先对废水进行分步混凝-沉降处理，后进行砂滤-炭滤-离子交换深度净化处理，出水水质可达国家污水综合排放标准中一级标准，亦符合工业生产用水要求，可返回生产循环利用。此方法有利于镍钴锰废水回用，具有成本低廉、金属回收率高、处理量大、工艺流程合理、操作简易、运行稳定、工业实施容易等特点，是处理废旧电池回收过程中产生的镍钴锰废水的一条有效途径。

3、本发明公开了一种废旧电池黑粉再生工艺中废水的循环利用方法，主要解决的技术问题是，克服以上背景技术中工艺用水量大、不同工艺所用水要求不同的不足，提供一种废旧电池黑粉再生工艺中废水的循环利用方法。本发明提供的废旧电池黑粉再生工艺中废水的循环利用方法，能够针对每个工序的废水进行针对性处理后用于相应的工序，减少整个工艺的水用量，有利于降低工艺运行成本；最大程度回收废水中的锂元素，增加元素回收率和产品产量；本发明的方法流程简单，操作过程方便，易于推广。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种废旧电池黑粉再生工艺中废水的循环利用方法，以使得能够对每个工序的废水进行针对性处理后用于相应的工序，减少整个工艺的水用量，有利于降低工艺运行成本；最大程度回收废水中的锂元素，增加元素回收率和产品产量；本发明的方法流程简单，操作过程方便，易于推广。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种废旧电池黑粉再生工艺中废水的循环利用方法，包括如下步骤：

4、纯水机制水过程中的纯水作为工业碳酸锂制备电池级碳酸锂的纯化过程用水；废水可直接作为酸浸原材料水使用；

5、黑粉酸浸过程结束后，在料液分离阶段过滤出酸浸渣和含锂滤液，清洗酸浸渣用水经过多次循环使用后作为酸浸原材料水使用；

6、含锂滤液经过除杂阶段的工艺用水通过沉降池沉降后，调节ph过滤后直接或蒸发后作为厂区清洁用水；

7、除杂后的含锂滤液需要利用mvr(蒸汽机械再压缩技术)蒸发系统提浓，将mvr蒸发水直接作为厂区清洁用水；

8、mvr蒸发系统提浓后的含锂溶液进入沉锂阶段，制备出工业级碳酸锂(碳酸锂含量95wt％以上)，料液分离过程中产生的废水可作为溶剂继续作为沉锂过程用水，多次循环使用后，其中的杂质含量达到一定标准，调节ph至中性后作为酸浸原材料水使用。

9、工业级碳酸锂纯化制备电池级碳酸锂过程中，需经过氢化重结晶等步骤，过程中纯化水作为沉锂阶段用水多次循环使用后，调节ph至中性后作为酸浸原材料水使用。

10、优选的，所述废旧电池黑粉的类型为ncm三元、过渡金属多元、钴酸锂、锰酸锂、富锂锰基和磷酸铁锂的一种或多种。

11、优选的，所述纯水机废水直接或间接用于酸浸原材料水，包括用于原材料中的无机酸、氧化剂或溶剂。

12、优选的，所述清洗酸浸渣用水、碳酸锂洗水和碳酸锂纯化水可循环使用次数为1-20次。

13、优选的，所述mvr蒸发水直接或间接作为厂区清洁用水。

14、优选的，所述碳酸锂洗水和碳酸锂纯化水循环使用后的杂质包括na+、fe3+、cu2+、al3+、so42-、no3-、po43-、co32-、f-的一种或多种。

15、优选的，所述调节碳酸锂洗水和碳酸锂纯化水ph的试剂为有机酸、无机酸中的一种或多种。

16、优选的，所述调节碳酸锂洗水和碳酸锂纯化水ph的范围为5.0-10.0。

17、优选的，碳酸锂洗水和碳酸锂纯化水循环使用后直接或者间接作为酸浸原材料水使用。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果在于对每个工序的废水进行针对性处理后用于相应的工序，减少整个工艺的水用量，有利于降低工艺运行成本；最大程度回收废水中的锂元素，增加元素回收率和产品产量；本发明的方法流程简单，操作过程方便，易于推广。

技术特征：

1.一种废旧电池黑粉再生工艺中废水的循环利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种废旧电池黑粉再生工艺中废水的循环利用方法，其特征在于，所述废旧电池黑粉的类型为ncm(镍钴锰)三元、过渡金属多元、钴酸锂、锰酸锂和富锂锰基和磷酸铁锂的一种或多种。

3.根据权利要求1所述一种废旧电池黑粉再生工艺中废水的循环利用方法，其特征在于，所述纯水机废水直接或间接用于酸浸原材料水，包括用于原材料中的无机酸、氧化剂或溶剂。

4.根据权利要求1所述一种废旧电池黑粉再生工艺中废水的循环利用方法，其特征在于，所述清洗酸浸渣用水、碳酸锂洗水和碳酸锂纯化水可循环使用次数为1-20次。

5.根据权利要求1所述一种废旧电池黑粉再生工艺中废水的循环利用方法，其特征在于，所述mvr蒸发水直接或间接作为厂区清洁用水。

6.根据权利要求1所述一种废旧电池黑粉再生工艺中废水的循环利用方法，其特征在于，所述碳酸锂洗水和碳酸锂纯化水循环使用后的杂质包括na+、fe3+、cu2+、al3+、so42-、no3-、po43-、co32-和f-的一种或多种。

7.根据权利要求1所述一种废旧电池黑粉再生工艺中废水的循环利用方法，其特征在于，所述调节碳酸锂洗水和碳酸锂纯化水ph的试剂为有机酸、无机酸中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述一种废旧电池黑粉再生工艺中废水的循环利用方法，其特征在于，所述调节碳酸锂洗水和碳酸锂纯化水ph的范围为5.0-10.0。

9.根据权利要求1所述一种废旧电池黑粉再生工艺中废水的循环利用方法，其特征在于，所述碳酸锂洗水和碳酸锂纯化水循环使用后直接或者间接作为酸浸原材料水使用。

技术总结
本发明公开了一种废旧电池黑粉再生工艺中废水的循环利用方法，包括以下步骤：将纯水机制水废水直接作为酸浸原材料水使用；将酸浸渣洗水经过多次循环使用后作为酸浸原材料水使用；将MVR蒸发水作为厂区清洁用水；将杂质渣洗水通过沉降池沉降后，过滤后直接或蒸发后作为厂区清洁用水；将碳酸锂洗水和碳酸锂纯化水多次循环使用后，调节pH至中性后作为酸浸原材料水使用；本发明提供的废旧电池黑粉再生工艺中废水的循环利用方法，能够针对每个工序的废水进行针对性处理后用于相应的工序，减少整个工艺的水用量，有利于降低工艺运行成本；最大程度回收废水中的锂元素，增加元素回收率和产品产量；本发明的方法流程简单，操作过程方便，易于推广。

技术研发人员：李文明,毕文团
受保护的技术使用者：合肥综合性国家科学中心能源研究院（安徽省能源实验室）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14