【技術實現步驟摘要】
本申請屬于鋰電池回收，特別是涉及一種廢舊鋰電池回收預處理方法。
技術介紹
1、近年來，鋰電池大規模應用于車載動力電池市場和電化學儲能市場，并且保持著較高的年均增長率，隨著前期裝機的鋰電池壽命終結并將逐步進入退役期，而鋰電池中含有氟、有機溶劑、重金屬等有毒有害物質，必須進行規范化的回收處理；同時，廢舊鋰電池也是寶貴的“城市礦山”，對實現鋰電池產業鏈的閉環發展意義重大。
2、在廢舊鋰電池回收再利用過程中，其前端的重點工序之一是對廢舊鋰電池黑粉的預處理，其目的是對廢舊鋰電池黑粉中含有的有機溶劑、不含氟的粘結劑、含氟的電解質、含氟的粘結劑或添加劑進行脫除，尤其是含氟物質的脫除是行業的難點和痛點。
3、當前，廢舊鋰電池黑粉的預處理方法，一般是以熱裂解的方式，即在溫度的作用下促進廢舊鋰電池黑粉中含有的有機溶劑、不含氟的粘結劑、含氟的電解質、含氟的粘結劑或添加劑的裂解，裂解產物中的一部分是氣相，通過氣相將廢舊鋰電池黑粉中原本含有的一部分有害含氟物質脫除。但是，上述廢舊鋰電池黑粉的預處理方法的氟脫除率不高，進而導致該預處理脫氟方法存在成本高和經濟性差的問題。
4、因此，迫切需要開發一種高脫氟率、高效率、低成本的廢舊鋰電池黑粉預處理方法，進而實現廢舊磷酸鐵鋰電池回收價值的最大化。
技術實現思路
1、本申請是鑒于上述技術問題進行的。目的是提供一種高脫氟率、高效率和低成本的廢舊鋰電池回收預處理方法。
2、為解決上述技術問題，本申請提供一種廢舊鋰電池回收預處
3、低溫蒸發熱解，將廢舊鋰電池黑粉原料a以m公斤/小時速率輸送到溫度為t1的第一回轉窯中，以與廢舊鋰電池黑粉原料a逆流的方式通入第四回轉窯排出的溫度為t4的尾氣g4，得到尾氣g1和電池黑粉c，其中，t1和t4滿足：t1-100≤t4≤t1；
4、氣相吸收固氟固磷，將固氟固磷原料b以n公斤/小時速率輸送到溫度為t2的第二回轉窯中，以與固氟固磷原料b逆流的方式通入第一回轉窯排出的溫度為t1的尾氣g1，得到尾氣g2和固氟渣，其中，t2滿足：120℃≤t2≤450℃，t1滿足：120℃≤t1≤300℃；
5、中溫深度脫氟，將第一回轉窯低溫蒸發熱解后得到的電池黑粉c輸送到溫度為t3的第三回轉窯中，以與電池黑粉c逆流的方式通入第二回轉窯排出的溫度為t2的尾氣g2，得到尾氣g3和深度脫氟后的電池黑粉d，其中，t3滿足：500℃≤t3≤800℃；
6、凈化冷卻，將第三回轉窯中深度脫氟后的電池黑粉d輸送到第四回轉窯中，以與電池黑粉d逆流的方式通入惰性氣體，得到尾氣g4和電池黑粉e；
7、其中，固氟固磷原料b與廢舊鋰電池黑粉原料a滿足：，式中，n為固氟固磷原料b的輸送速率，單位是公斤/小時，m為廢舊鋰電池黑粉原料的輸送速率，單位是公斤/小時，a為廢舊鋰電池黑粉原料中lipf6的質量分數。
8、在一些實施方式中，所述廢舊鋰電池黑粉原料a在第一回轉窯中的低溫蒸發熱解處理時間是10-240分鐘，所述尾氣g1在第二回轉窯中的氣相吸收固氟固磷處理時間為1-30分鐘，所述電池黑粉c在第三回轉窯中的深度脫氟處理時間為10-180分鐘。
9、與現有技術比較，本申請所提供的一種廢舊鋰電池回收預處理方法具有以下有益技術效果：
10、1.本申請采用聯合工藝方法，通過低溫蒸發熱解、預吸收固化、強化裂解脫氟和凈化冷卻四個聯合工藝步驟，實現了廢舊鋰電池黑粉原料的深度脫氟，在低溫蒸發熱解中，利用尾氣g4的余熱對廢舊鋰電池黑粉原料進行低溫蒸發分解，使得廢舊鋰電池黑粉原料中的低沸點有機溶劑蒸發和低裂解溫度含氟物質分解；在預吸收固化中，通過固氟固磷原料b將尾氣g1的含氟含磷物質中的氟、磷進行吸收固化，并輸出的含有水蒸氣的尾氣g2，一方面可以極大降低尾氣g2中氟和磷的濃度，另一方面還可以增加尾氣g2中水蒸氣的濃度，氟和磷的濃度降低相當于減少了脫氟反應的反應產物氟化物濃度，因而有利于促進中溫深度脫氟工藝中脫氟反應的進行，同時也減少了尾氣g2中氟和磷在后續深度脫氟反應中與電池黑粉c的副反應，即減少了更穩定的金屬氟化物或磷化物的生成；水蒸氣濃度的增加，則有利于中溫深度脫氟工藝中催化熱解出更多的氫原子和氫質子，進而能夠有效促進氫原子和氫質子與氟結合生成氟化氫氣體，達成深度脫氟的效果；
11、2.本申請通過采用聯合工藝方法，在保證高脫氟率的前提下，縮短了脫氟工藝時間，最快的脫氟預處理時間只需30-40分鐘，因而本申請還具有高效率的特點；
12、3.本申請中所提供的預處理方法中沒有引入新的無機陰離子和金屬陽離子，這非常有利于預處理后的鋰電池黑粉在后續的回收流程中降低除雜、純化、分離的難度，而且，該方法中只使用了惰性氣體和固氟固磷原料b等廉價原料，降低了原料成本；同時，低溫蒸發熱解工藝中還充分利用了凈化冷卻后尾氣g4的余熱，有效降低了能源的消耗。
13、綜上所述，本申請提供的廢舊鋰電池回收預處理方法具有高脫氟率、高效率和低成本的特點，相對于現有的傳統工藝方法，具有顯著的成本優勢。
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1.一種廢舊鋰電池回收預處理方法，其特征在于，所述方法包括第一回轉窯中的低溫蒸發預熱解、第二回轉窯中的氣相吸收固氟固磷、第三回轉窯中的中溫深度脫氟和第四回轉窯中的凈化冷卻四個聯合工藝，其中：
2.如權利要求1所述的廢舊鋰電池回收預處理方法，其特征在于，所述廢舊鋰電池黑粉原料A在第一回轉窯中的低溫蒸發熱解處理時間是10-240分鐘，所述尾氣G1在第二回轉窯中的氣相吸收固氟固磷處理時間為1-30分鐘，所述電池黑粉C在第三回轉窯中的深度脫氟處理時間為10-180分鐘。
【技術特征摘要】
1.一種廢舊鋰電池回收預處理方法，其特征在于，所述方法包括第一回轉窯中的低溫蒸發預熱解、第二回轉窯中的氣相吸收固氟固磷、第三回轉窯中的中溫深度脫氟和第四回轉窯中的凈化冷卻四個聯合工藝，其中：
2.如權利要求1所述的廢舊鋰電池回收...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉宏兵，鐘發平，熊軼智，陳杰，朱劑群，蔣素斌，譚水發，張朝暉，姚世蓉，
申請(專利權)人：郴州匯能儲能材料工程研究中心有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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