一种利用回收废旧锂电池材料磷酸铁锂制备的土壤修复催化剂及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种利用回收废旧锂电池材料磷酸铁锂制备的土壤修复催化剂及其使用方法。所述土壤修复催化剂由催化主剂、催化辅剂、固体复合药剂和复合溶液组成；另外，加入土壤修复氧化剂溶液，其加入量为污染土壤中污染物含量的100～350倍。使用时，先在污染土壤中加入固体复合药剂，然后加入粉碎研磨所得催化辅剂粉末和催化主剂粉末，接着依次喷淋复合溶液和土壤修复氧化剂溶液；喷淋后将污染土壤建堆堆放进行反应，充分反应后为土壤生物修复做准备。通过本发明专利技术解决了磷酸铁锂资源化回收应用问题，同时解决、提高了土壤有机污染物化学氧化去除效率问题。化去除效率问题。

【技术实现步骤摘要】
一种利用回收废旧锂电池材料磷酸铁锂制备的土壤修复催化剂及其使用方法
一、
：
[0001]本专利技术涉及土壤修复复合催化剂
，特别是涉及一种利用回收废旧锂电池材料磷酸铁锂制备的土壤修复催化剂及其使用方法。
二、
技术介绍
：
[0002]随着锂电池的发展及大规模应用，锂电池的回收利用也被广泛关注。现锂电池核心材料的回收产业尚不成熟，尚不能大规模资源化利用回收锂电池材料。
[0003]而锂电池材料富含镍、铁、钴、锰、铝等催化剂常用金属材料，所以将回收的废旧锂电池材料制成催化剂并应用于土壤修复领域将是一条可以选择的途径。
[0004]现高级氧化土壤修复技术，主要是直接喷洒氧化剂与被污染的土壤混合，然后建堆放置一定周期，因外界环境、污染物不同、污染物含量不同等因素，导致氧化剂用量不一，堆放时间不定，氧化效率较低，氧化剂利用率不高。
[0005]本专利技术寻求一种使用磷酸铁锂为催化剂并复配各种助剂，利用电池充放电过程发生的氧化还原反应原理，在土壤中形成原电池，促进氧化剂产生更多的自由基，同时添加活泼金属诱发反应进行并释放更多热量，生物质炭、氧化剂，以提高化学氧化去除土壤中有机污染物能力的方法。
三、
技术实现思路
：
[0006]本专利技术要解决的技术问题是：根据目前废旧锂电池材料的回收处理情况，本专利技术主要解决将锂电池材料磷酸铁锂回收利用并制成土壤修复催化剂，即本专利技术提供一种利用回收废旧锂电池材料磷酸铁锂制备的土壤修复催化剂及其使用方法。通过本专利技术技术方案解决了磷酸铁锂资源化回收应用问题，同时解决、提高了土壤有机污染物化学氧化去除效率问题。
[0007]为了解决上述问题，本专利技术采取的技术方案是：
[0008]本专利技术提供一种利用回收废旧锂电池材料磷酸铁锂制备的土壤修复催化剂，所述土壤修复催化剂由催化主剂、催化辅剂、固体复合药剂和复合溶液组成；以土壤中污染物浓度1000mg/m3为基准，所述催化主剂、催化辅剂、固体复合药剂和复合溶液的加入量比例为10～50g：10～30g：50～300g：100～200g；另外，加入土壤修复氧化剂溶液，其加入量为污染土壤中污染物含量的100～350倍。
[0009]根据上述的利用回收废旧锂电池材料磷酸铁锂制备的土壤修复催化剂，所述催化主剂为磷酸铁锂系废旧锂电池；所述催化辅剂为磁铁精矿粉。
[0010]根据上述的利用回收废旧锂电池材料磷酸铁锂制备的土壤修复催化剂，所述固体复合药剂是由固体还原剂还原锌粉、固体还原剂还原铁粉和原电池反应导电剂生物质炭粉按照质量比1～5：5～20：50～200配制而成；所述生物质炭粉的粒径小于0.03mm。
[0011]根据上述的利用回收废旧锂电池材料磷酸铁锂制备的土壤修复催化剂，所述复合
溶液的配制为：将快速分散剂槐糖脂、快速分散剂烷基糖苷和反应诱发剂维生素C按照质量比1.5～5.5：1.5～5.5：1～3.5配制混合均匀，混匀后加入有机酸调节溶液的pH值为9～9.5，得到复合溶液。
[0012]根据上述的利用回收废旧锂电池材料磷酸铁锂制备的土壤修复催化剂，所述有机酸为柠檬酸、苹果酸和酒石酸按照质量比为1：1：1混合配制而成。
[0013]根据上述的利用回收废旧锂电池材料磷酸铁锂制备的土壤修复催化剂，所述土壤修复氧化剂溶液为质量分数15％的过氧化氢溶液。
[0014]另外，提供一种上述土壤修复催化剂的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
[0015]a、首先将催化主剂磷酸铁锂系废旧锂电池在氮气氛围中进行粉碎、研磨，得到颗粒粒径小于0.1mm的催化主剂粉末；将催化辅剂磁铁精矿粉进行粉碎、研磨，得到颗粒粒径小于0.05mm的催化辅剂粉末；
[0016]b、使用时，污染土壤中先加入固体复合药剂，然后依次加入催化辅剂磁铁精矿矿粉粉末和催化主剂磷酸铁锂系废旧锂电池粉末，接着喷淋复合溶液，最后喷洒土壤修复氧化剂溶液；
[0017]c、喷淋完成后，将污染土壤进行建堆堆放，此过程为强放热反应(反应堆温度的升高会加快反应速率)，反应时间为3～5天；反应完成后铁离子完全转化为不溶矿物成分，磷酸盐及生物质炭提高土壤肥力，为生物修复做准备。
[0018]本专利技术的积极有益效果：
[0019]1、通过本专利技术技术方案解决了磷酸铁锂资源化回收应用问题，同时解决、提高了土壤有机污染物化学氧化去除效率问题。传统的化学氧化法通常使用氧化剂氧化去除有机污染物，但是不同氧化剂对不同污染物有一定的选择性，氧化程度也不易控制。本专利技术方法通过催化剂的加入帮助在污染土壤中形成强原电池环境，加速土壤氧化还原反应，并使氧化剂产生更多的自由基，减小氧化剂对有机污染物的选择性，协助有机污染物断链、分解过程，减小氧化剂的用量。
[0020]2、本专利技术技术方案中，生物质炭粉作为此反应的核心点，能与磷酸铁锂、金属粉末在酸性氛围下形成原电池，并与周围的磷酸铁锂、锌粉、铁粉形成强大电势差；电势差越大，氧化还原反应越剧烈越容易；生物质炭粉还可以吸附高价重金属离子、有机污染物、氧化药剂等起到集中氧化处置目的；磁铁精矿矿粉在酸性条件下加速铁粉、磷酸铁锂的氧化还原，同时磁铁精矿矿粉对氧化剂有一定的催化作用，可以促进自由基的产生。本专利技术技术方案中，使用的快速分散剂为生物可降解型，对环境无污染。
[0021]3、本专利技术利用磷酸铁锂等配合其它药剂，制作土壤原电池反应池，各组分互相协同形成强氧化氛围达到氧化有机污染物的目的。
四、具体实施方式：
[0022]以下结合具体实施例进一步阐述本专利技术，但并不限制本专利技术技术方案保护的范围。
[0023]以下实施例中，采用的催化主剂磷酸铁锂系废旧锂电池先在氮气氛围中进行粉碎、研磨，得到颗粒粒径小于0.1mm的催化主剂粉末备用；催化辅剂磁铁精矿矿粉进行粉碎、研磨，得到颗粒粒径小于0.05mm的催化辅剂粉末备用。
[0024]实施例1：
[0025]本专利技术用于修复多环芳烃污染土壤的复合催化剂，以土壤中污染物多环芳烃12590mg/m3为基准，各种原料的用量为催化主剂磷酸铁锂系废旧锂电池粉末500g、催化辅剂磁铁精矿矿粉粉末300g、固体复合药剂1200g和复合溶液1500g；另外，加入土壤修复氧化剂溶液(15％的过氧化氢溶液)2500000g。
[0026]所述固体复合药剂是由固体还原剂还原锌粉、固体还原剂还原铁粉和原电池反应导电剂生物质炭粉按照质量比2：10：100配制而成；所述生物质炭粉的粒径小于0.03mm；
[0027]所述复合溶液的配制为：将快速分散剂槐糖脂、快速分散剂烷基糖苷和反应诱发剂维生素C按照质量比3：3：2配制混合均匀，混匀后加入有机酸调节溶液的pH值为9(有机酸为柠檬酸、苹果酸和酒石酸按照质量比为1：1：1混合配制而成)，得到复合溶液。
[0028]实施例2：
[0029]本专利技术用于修复HW08危废低含油率污泥污染土壤的复合催化剂，以土壤中污染物含油率3139mg/m3为基准，各种原料的用量为催化主剂磷酸铁锂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用回收废旧锂电池材料磷酸铁锂制备的土壤修复催化剂，其特征在于：所述土壤修复催化剂由催化主剂、催化辅剂、固体复合药剂和复合溶液组成；以土壤中污染物浓度1000mg/m3为基准，所述催化主剂、催化辅剂、固体复合药剂和复合溶液的加入量比例为10～50g：10～30g：50～300g：100～200g；另外，加入土壤修复氧化剂溶液，其加入量为污染土壤中污染物含量的100～350倍。2.根据权利要求1所述的利用回收废旧锂电池材料磷酸铁锂制备的土壤修复催化剂，其特征在于：所述催化主剂为磷酸铁锂系废旧锂电池；所述催化辅剂为磁铁精矿粉。3.根据权利要求1所述的利用回收废旧锂电池材料磷酸铁锂制备的土壤修复催化剂，其特征在于：所述固体复合药剂是由固体还原剂还原锌粉、固体还原剂还原铁粉和原电池反应导电剂生物质炭粉按照质量比1～5：5～20：50～200配制而成；所述生物质炭粉的粒径小于0.03mm。4.根据权利要求1所述的利用回收废旧锂电池材料磷酸铁锂制备的土壤修复催化剂，其特征在于，所述复合溶液的配制为：将快速分散剂槐糖脂、快速分散剂烷基糖苷和反应诱发剂维生素C按照质量比1.5～5.5：1.5～5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，郭敏，唐建，骆翼梦，吴长松，姬生伟，云飞，翟书强，谢帅，宋康，史建港，李伟平，宋健，梁世峰，王寒，袁帅，
申请(专利权)人：濮阳天地人环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：