电池萃余液的资源化处理系统及其处理方法技术方案

本发明专利技术涉及资源回收与循环再利用技术领域，尤其是涉及一种电池萃余液的资源化处理系统，包括热熔搅拌罐、降膜蒸发器、第一强制蒸发器、冷冻结晶装置、沉锂装置和第二强制蒸发器，所述降膜蒸发器包括第一换热器及与其壳程连通的降膜蒸发室，所述第一换热器的壳程与外部新鲜蒸汽管路连通，所述热熔搅拌罐与第一换热器的管程连通，所述第一强制蒸发器包括第一强制蒸发室和第二换热器，使用时，通过热熔搅拌罐对远离进行加热搅拌，再通过MVR蒸发结晶并离心分离，将含有Na2SO4及Li2SO4的有机物分离出98％硫酸钠并含锂0.011％、液相位物料及气相的蒸馏水，然后再对分离出来的液相物料进行冷媒直冷强制冷冻结晶，将冷冻结晶的物料进行分离。分离。分离。

【技术实现步骤摘要】
电池萃余液的资源化处理系统及其处理方法


[0001]本专利技术涉及资源回收与循环再利用
，尤其是涉及一种电池萃余液的资源化处理系统及其处理方法。

技术介绍

[0002]目前，新能源动力电池使用快速增长，其中使用最广泛的锂电池市场需求缺口巨大。但是，一方面我国锂资源大量依赖于进口，而锂价格持续走高，价格已超过100万元/每吨，锂电池生产成本不断增加；另一方面，目前我国动力电池研究主要集中在提高其安全性能及使用寿命等方面，而回收利用环节却严重脱节。据预计，2025年我国废动力电池将接近80万吨，如此巨量的废电池既是对电池中金属资源的浪费，也对环境危害甚大，打造电池产业链循环体系具有重要意义。
[0003]随着行业的发展，对于锂电池的需求也日益增加，而为了更好的对锂进行回收处理，现有设备通过热熔锂电池萃取液并过滤，然后再进蒸发结晶，再进行离心过滤，这样就分离出气相的物料、固相的物料和液相的物料等，而固相物料为硫酸钠含锂量为0.1％，一般工艺到此处理结束，而此时固相含锂量依然有0.1％，对于一次排放来说这些含量微不足道，但是常年累月一年后就排放出相当多含量，这样就造成资源浪费。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：为了解决对于现有工艺处理后锂含量依然有0.1％，对于一次排放来说这些含量微不足道，但是常年累月一年后就排放出相当多含量，这样就造成资源浪费的问题，现提供了一种电池萃余液的资源化处理系统及其处理方法。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电池萃余液的资源化处理系统，包括热熔搅拌罐、降膜蒸发器、第一强制蒸发器、冷冻结晶装置、沉锂装置和第二强制蒸发器，所述降膜蒸发器包括第一换热器及与其壳程连通的降膜蒸发室，所述第一换热器的壳程与外部新鲜蒸汽管路连通，所述热熔搅拌罐与第一换热器的管程连通，所述第一强制蒸发器包括第一强制蒸发室和第二换热器，所述第一换热器的出液口与第一强制蒸发室的进料口连通，所述第二换热器的壳程与外部新鲜蒸汽管路连通，所述第二换热器的壳程与第一强制蒸发室的进气口连通，所述第二换热器管程的进料口及出料口均与第一强制蒸发室连通，所述第一强制蒸发室的出料口连通有第一离心机，所述第一离心机的出液口与冷冻结晶装置连通，所述冷冻结晶装置用于对物料进行冷冻并结晶，所述冷冻结晶装置的出料口连通有第二离心机，所述第二离心机的出液口与沉锂装置连通，所述第二离心机的出渣口与热熔搅拌罐连通，所述第二强制蒸发器包括第二强制蒸发室和第三换热器，所述沉锂装置的出液口与第二强制蒸发室的进料口连通，所述第三换热器的壳程与外部新鲜蒸汽管路连通，所述第三换热器的壳程与第二强制蒸发室的进气口连通，所述第三换热器管程的进料口及出料口均与第二强制蒸发室连通，所述第二强制蒸发室的出料口连通有第三离心机，所述第三离心机的出液口与沉锂装置连通，所述第三离心机的出渣口与碳化装置连
通，所述碳化装置与热熔搅拌罐连通。
[0006]本专利技术通过热熔搅拌罐对远离进行加热搅拌，再通过MVR蒸发结晶并离心分离，将含有Na2SO4及Li SO4的有机物分离出98％硫酸钠并含锂0.011％、液相位物料及气相的蒸馏水，然后再对分离出来的液相物料进行冷媒直冷强制冷冻结晶，将冷冻结晶的物料进行分离，从而分离出固相的十水硫酸钠并含锂0.046％和液相物料，固相的十水硫酸钠重新输入至热熔搅拌罐内，将液相物料进行沉锂并加入碳酸钠，从而形成固相的碳酸锂成品和母液，将母液进行MVR蒸发并离心分离，从而得到95％硫酸钠并含锂0.083％、液相的浓缩液并含锂2.68％和气相的蒸馏水，然后再将固相进行碳化后再次输送至热熔搅拌罐内，液相的浓缩液再次进行沉锂。
[0007]为了更好的对蒸汽进行循环利用，进一步地，还包括第一蒸汽压缩机，所述第一蒸汽压缩机的输入端与外部新鲜蒸汽管路连通，所述第一蒸汽压缩机的输出端分别与第一换热器的壳程和第二换热器的壳程连通，所述第一降膜蒸发室的出气口和第一强制蒸发室的出气口均与第一蒸汽压缩机的输入口连通。通过蒸汽压缩机将第一降膜蒸发室排出的蒸汽和第一强制蒸发室排出的蒸汽再次利用，更好的对蒸汽进行循环利用，降低能源的消耗。
[0008]为了更好的利用蒸汽，进一步地，还包括第二蒸汽压缩机，所述第一降膜蒸发室的出气口及第一强制蒸发室的出气口与第二蒸汽压缩机的输入端连通，所述第三换热器的壳程与第二蒸汽压缩机的输出端连通，所述第二强制蒸发室的出气口与第二蒸汽压缩机的输入端连通。通过在第一降膜蒸发室的出气口及第一强制蒸发室的出气口与第三换热器的壳程之间设置第二蒸汽压缩机，第二蒸汽压缩机将第二蒸汽压缩机的输入端相互连通，并对蒸汽进行回收利用，提高了蒸汽回收利用，达到节能减排效果。
[0009]为了更好的对第一离心机物料进行干燥，进一步地，所述第一离心机的出渣口与干燥机连通。通过第一离心机上出渣口排出的物料与干燥机连通，将物料直接进行干燥，减少过程物料的搬运，减少带入异物的可能。
[0010]为了物料更好的进行蒸发结晶和分离，进一步地，所述第三离心机的出渣口与碳化装置之间设置有第三强制蒸发器，所述第三强制蒸发器包括第三强制蒸发室和第四换热器，所述第三离心机的输出端与第三强制蒸发室的进料口连通，所述第四换热器的壳程与外部新鲜蒸汽管路连通，所述第四换热器的壳程与第三强制蒸发室的进气口连通，所述第四换热器管程的进料口及出料口均与第三强制蒸发室连通，所述第三强制蒸发室的出料口连通有第四离心机，所述第四离心机的出液口与沉锂装置连通，所述第四离心机的出渣口与碳化装置连通。通过在第二强制蒸发器串联一个第三强制蒸发器，将多次进行蒸发结晶和分离处理，提高物料处理的浓度，保证物料更好的进行蒸发结晶和分离。
[0011]为了对蒸发结晶后的浓缩液更好的沉锂，防止杂质等进入，进一步地，所述第三离心机的出液口与沉锂装置之间设置有氧化过滤装置。在第三离心机的出液口和沉锂装置之间设置氧化过滤装置，将含锂的浓缩液进氧化过滤在进行沉锂。
[0012]进一步地，所述第一强制蒸发室的进料口与热熔搅拌罐连通。
[0013]为了实现冷冻结晶装置，进一步地，所述冷冻结晶装置包括冷冻结晶罐、强制循环泵、强制换热器、冷冻压缩机和蒸发冷凝器，所述冷冻结晶罐与强制循环泵的输入端连通，所述强制循环泵的输出端与强制换热器管程的一端连通，所述强制换热器管程的另一端与冷冻结晶罐连通，所述强制换热器的壳程与冷冻压缩机的输入端连通，所述冷冻压缩机的
输出端与蒸发冷凝器的输入端连通，所述蒸发冷凝器的输出端与强制换热器的壳程连通。通过强制循环泵将冷冻结晶罐被的物料输送至强制换热器的管程内，同时强制换热器换热后的物料进入至冷冻结晶罐内与物料接触并结晶，而冷冻压缩机将换热后强制换热器内的介质输送至蒸发冷凝器内再次换热，换热后的介质再次被输送至强制换热器内。一种使用如上述的电池萃余液的资源化处理系统的处理方法，处理步骤具体为：
[0014]S1、将含有Na2SO4、Li2SiO4、有机物的电池萃余液和预浓缩后冷冻得到十水硫酸钠混合，降低锂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池萃余液的资源化处理系统，其特征在于：包括热熔搅拌罐(1)、降膜蒸发器、第一强制蒸发器、冷冻结晶装置、沉锂装置(11)和第二强制蒸发器，所述降膜蒸发器包括第一换热器(2)及与其壳程连通的降膜蒸发室(3)，所述第一换热器(2)的壳程与外部新鲜蒸汽管路连通，所述热熔搅拌罐(1)与第一换热器(2)的管程连通，所述第一强制蒸发器包括第一强制蒸发室(4)和第二换热器(5)，所述第一换热器(2)的出液口与第一强制蒸发室(4)的进料口连通，所述第二换热器(5)的壳程与外部新鲜蒸汽管路连通，所述第二换热器(5)的壳程与第一强制蒸发室(4)的进气口连通，所述第二换热器(5)管程的进料口及出料口均与第一强制蒸发室(4)连通，所述第一强制蒸发室(4)的出料口连通有第一离心机(6)，所述第一离心机(6)的出液口与冷冻结晶装置连通，所述冷冻结晶装置用于对物料进行冷冻并结晶，所述冷冻结晶装置的出料口连通有第二离心机(7)，所述第二离心机(7)的出液口与沉锂装置(11)连通，所述第二离心机(7)的出渣口与热熔搅拌罐(1)连通，所述第二强制蒸发器包括第二强制蒸发室(8)和第三换热器(9)，所述沉锂装置(11)的出液口与第二强制蒸发室(8)的进料口连通，所述第三换热器(9)的壳程与外部新鲜蒸汽管路连通，所述第三换热器(9)的壳程与第二强制蒸发室(8)的进气口连通，所述第三换热器(9)管程的进料口及出料口均与第二强制蒸发室(8)连通，所述第二强制蒸发室(8)的出料口连通有第三离心机(10)，所述第三离心机(10)的出液口与沉锂装置(11)连通，所述第三离心机(10)的出渣口与碳化装置连通，所述碳化装置与热熔搅拌罐(1)连通，所述第三离心机(10)的出液口与沉锂装置(11)之间设置有氧化过滤装置。2.根据权利要求1所述的电池萃余液的资源化处理系统，其特征在于：还包括第一蒸汽压缩机(12)，所述第一蒸汽压缩机(12)的输入端与外部新鲜蒸汽管路连通，所述第一蒸汽压缩机(12)的输出端分别与第一换热器(2)的壳程和第二换热器(5)的壳程连通，所述第一降膜蒸发室(3)的出气口和第一强制蒸发室(4)的出气口均与第一蒸汽压缩机(12)的输入口连通。3.根据权利要求2所述的电池萃余液的资源化处理系统，其特征在于：还包括第二蒸汽压缩机(13)，所述第一降膜蒸发室(3)的出气口及第一强制蒸发室(4)的出气口与第二蒸汽压缩机(13)的输入端连通，所述第三换热器(9)的壳程与第二蒸汽压缩机(13)的输出端连通，所述第二强制蒸发室(8)的出气口与第二蒸汽压缩机(13)的输入端连通。4.根据权利要求1所述的电池萃余液的资源化处理系统，其特征在于：所述第一离心机(6)的出渣口与干燥机(14)连通。5.根据权利要求1所述的电池萃余液的资源化处理系统，其特征在于：所述第三离心机(10)的出渣口与碳化装置之间设置有第三强制蒸发器，所述第三强制蒸发器包括第三强制蒸发室(15)和第四换热器(16)，所述第三离心机(10)的输出端与第三强制蒸发室(15)的进料口连通，所述第四换热器(16)的壳程与外部新鲜蒸汽管路连通，所述第四换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晨，姚洪齐，马志磊，
申请(专利权)人：常州中源工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：