【技术实现步骤摘要】
本申请属于锂电池回收，特别是涉及一种废旧锂电池回收预处理方法。
技术介绍
1、近年来，锂电池大规模应用于车载动力电池市场和电化学储能市场，并且保持着较高的年均增长率，随着前期装机的锂电池寿命终结并将逐步进入退役期，而锂电池中含有氟、有机溶剂、重金属等有毒有害物质，必须进行规范化的回收处理；同时，废旧锂电池也是宝贵的“城市矿山”，对实现锂电池产业链的闭环发展意义重大。
2、在废旧锂电池回收再利用过程中，其前端的重点工序之一是对废旧锂电池黑粉的预处理，其目的是对废旧锂电池黑粉中含有的有机溶剂、不含氟的粘结剂、含氟的电解质、含氟的粘结剂或添加剂进行脱除，尤其是含氟物质的脱除是行业的难点和痛点。
3、当前，废旧锂电池黑粉的预处理方法，一般是以热裂解的方式，即在温度的作用下促进废旧锂电池黑粉中含有的有机溶剂、不含氟的粘结剂、含氟的电解质、含氟的粘结剂或添加剂的裂解，裂解产物中的一部分是气相，通过气相将废旧锂电池黑粉中原本含有的一部分有害含氟物质脱除。但是，上述废旧锂电池黑粉的预处理方法的氟脱除率不高，进而导致该预处理脱氟方法存在成本高和经济性差的问题。
4、因此，迫切需要开发一种高脱氟率、高效率、低成本的废旧锂电池黑粉预处理方法，进而实现废旧磷酸铁锂电池回收价值的最大化。
技术实现思路
1、本申请是鉴于上述技术问题进行的。目的是提供一种高脱氟率、高效率和低成本的废旧锂电池回收预处理方法。
2、为解决上述技术问题，本申请提供一种废旧锂电池回收预处
3、低温蒸发热解，将废旧锂电池黑粉原料a以m公斤/小时速率输送到温度为t1的第一回转窑中，以与废旧锂电池黑粉原料a逆流的方式通入第四回转窑排出的温度为t4的尾气g4，得到尾气g1和电池黑粉c，其中，t1和t4满足：t1-100≤t4≤t1；
4、气相吸收固氟固磷，将固氟固磷原料b以n公斤/小时速率输送到温度为t2的第二回转窑中，以与固氟固磷原料b逆流的方式通入第一回转窑排出的温度为t1的尾气g1，得到尾气g2和固氟渣，其中，t2满足：120℃≤t2≤450℃，t1满足：120℃≤t1≤300℃；
5、中温深度脱氟，将第一回转窑低温蒸发热解后得到的电池黑粉c输送到温度为t3的第三回转窑中，以与电池黑粉c逆流的方式通入第二回转窑排出的温度为t2的尾气g2，得到尾气g3和深度脱氟后的电池黑粉d，其中，t3满足：500℃≤t3≤800℃；
6、净化冷却，将第三回转窑中深度脱氟后的电池黑粉d输送到第四回转窑中，以与电池黑粉d逆流的方式通入惰性气体，得到尾气g4和电池黑粉e；
7、其中，固氟固磷原料b与废旧锂电池黑粉原料a满足：，式中，n为固氟固磷原料b的输送速率，单位是公斤/小时，m为废旧锂电池黑粉原料的输送速率，单位是公斤/小时，a为废旧锂电池黑粉原料中lipf6的质量分数。
8、在一些实施方式中，所述废旧锂电池黑粉原料a在第一回转窑中的低温蒸发热解处理时间是10-240分钟，所述尾气g1在第二回转窑中的气相吸收固氟固磷处理时间为1-30分钟，所述电池黑粉c在第三回转窑中的深度脱氟处理时间为10-180分钟。
9、与现有技术比较，本申请所提供的一种废旧锂电池回收预处理方法具有以下有益技术效果：
10、1.本申请采用联合工艺方法，通过低温蒸发热解、预吸收固化、强化裂解脱氟和净化冷却四个联合工艺步骤，实现了废旧锂电池黑粉原料的深度脱氟，在低温蒸发热解中，利用尾气g4的余热对废旧锂电池黑粉原料进行低温蒸发分解，使得废旧锂电池黑粉原料中的低沸点有机溶剂蒸发和低裂解温度含氟物质分解；在预吸收固化中，通过固氟固磷原料b将尾气g1的含氟含磷物质中的氟、磷进行吸收固化，并输出的含有水蒸气的尾气g2，一方面可以极大降低尾气g2中氟和磷的浓度，另一方面还可以增加尾气g2中水蒸气的浓度，氟和磷的浓度降低相当于减少了脱氟反应的反应产物氟化物浓度，因而有利于促进中温深度脱氟工艺中脱氟反应的进行，同时也减少了尾气g2中氟和磷在后续深度脱氟反应中与电池黑粉c的副反应，即减少了更稳定的金属氟化物或磷化物的生成；水蒸气浓度的增加，则有利于中温深度脱氟工艺中催化热解出更多的氢原子和氢质子，进而能够有效促进氢原子和氢质子与氟结合生成氟化氢气体，达成深度脱氟的效果；
11、2.本申请通过采用联合工艺方法，在保证高脱氟率的前提下，缩短了脱氟工艺时间，最快的脱氟预处理时间只需30-40分钟，因而本申请还具有高效率的特点；
12、3.本申请中所提供的预处理方法中没有引入新的无机阴离子和金属阳离子，这非常有利于预处理后的锂电池黑粉在后续的回收流程中降低除杂、纯化、分离的难度，而且，该方法中只使用了惰性气体和固氟固磷原料b等廉价原料，降低了原料成本；同时，低温蒸发热解工艺中还充分利用了净化冷却后尾气g4的余热，有效降低了能源的消耗。
13、综上所述，本申请提供的废旧锂电池回收预处理方法具有高脱氟率、高效率和低成本的特点，相对于现有的传统工艺方法，具有显著的成本优势。
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1.一种废旧锂电池回收预处理方法，其特征在于，所述方法包括第一回转窑中的低温蒸发预热解、第二回转窑中的气相吸收固氟固磷、第三回转窑中的中温深度脱氟和第四回转窑中的净化冷却四个联合工艺，其中：
2.如权利要求1所述的废旧锂电池回收预处理方法，其特征在于，所述废旧锂电池黑粉原料A在第一回转窑中的低温蒸发热解处理时间是10-240分钟，所述尾气G1在第二回转窑中的气相吸收固氟固磷处理时间为1-30分钟，所述电池黑粉C在第三回转窑中的深度脱氟处理时间为10-180分钟。
【技术特征摘要】
1.一种废旧锂电池回收预处理方法，其特征在于，所述方法包括第一回转窑中的低温蒸发预热解、第二回转窑中的气相吸收固氟固磷、第三回转窑中的中温深度脱氟和第四回转窑中的净化冷却四个联合工艺，其中：
2.如权利要求1所述的废旧锂电池回收...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏兵，钟发平，熊轶智，陈杰，朱剂群，蒋素斌，谭水发，张朝晖，姚世蓉，
申请(专利权)人：郴州汇能储能材料工程研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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