一种湿法锂电池隔膜中含油废膜的萃取回收方法与流程

本申请涉及湿法锂电池隔膜萃取回收，具体涉及一种湿法锂电池隔膜中含油废膜的萃取回收方法。

背景技术：

1、随着煤、石油、天然气等传统能源的进一步消耗，世界各国掀起了一股新能源技术研究热潮，尤其以锂离子电池（lithium-ion battery，lib）技术的发展较为成熟并大规模商业化应用于储能、电动汽车、3c数码产品等众多领域。锂离子电池主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液构成，其中隔膜的品质关乎锂离子是否能脱嵌于正负极材料之间，从而保证锂离子电池在充放电过程的安全。

2、锂离子电池隔膜的生产分为湿法工艺和干法工艺。相较于干法工艺，湿法工艺生产的隔膜品质更高而占据主流高端市场，其主要的生产过程包括成孔剂白油与聚烯烃树脂热熔混合、降温相分离压片制膜、膜片加热至近熔点双向拉伸、洗脱残留溶剂。该工艺中，双向拉伸操作会产生大量含有白油的残次品废膜。当前，普遍的处理方法是将这些含油废膜当做固废垃圾并委托具有资质的企业直接焚烧，该法存在资源浪费且会造成大气污染。

3、基于湿法工艺，采用二氯甲烷作萃取剂萃取白油用以分离废膜和白油，再对废膜进行挤出造粒，白油提纯进而二次利用，是一种实现含油废膜资源化利用的有效策略。然而，传统湿法工艺采用的卤代烃萃取剂二氯甲烷毒性大，对大气臭氧层的破坏性强。同时，湿法工艺中还存在萃取剂消耗量大、萃取效率低等问题。因此，开发低毒、不含消耗臭氧层物质(ods)的萃取剂，建立高效萃取分离工艺，对实现含油废膜的资源化利用具有重要的现实意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种湿法锂电池隔膜中含油废膜的萃取回收方法，通过低毒、不含消耗臭氧层物质(ods)的萃取剂以及结合萃取回收系统中的设备，解决现有技术中萃取剂毒性大、萃取效率低等问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用了以下方案：

3、一种湿法锂电池隔膜中含油废膜的萃取回收方法，包括以下步骤：

4、s1：破碎处理，将含油废膜投入隔膜破碎机进行破碎；

5、s2：将破碎后的含油废膜投入液压机中，去除40%~55%白油，得到待处理废膜；

6、s3：加热去除40%~55%白油后的待处理废膜；

7、s4：将s3步骤加热后的待处理废膜投入至旋转式废膜混料罐中，萃取剂泵入萃取分离一体罐中进行萃取；

8、s5：重复s4步骤中的萃取步骤，进行多级萃取；

9、s6：萃取结束，将废膜与混合液抽滤分离后，再烘干废膜，混合液经蒸馏及精馏分离出萃取剂及白油。

10、优选地，s4-s6步骤中采用的装置为湿法锂电池隔膜中含油废膜的萃取回收系统，湿法锂电池隔膜中含油废膜的萃取回收系统包括萃取分离一体罐，在所述萃取分离一体罐的内部设置用于输送含油废膜的旋转式废膜混料罐，所述旋转式废膜混料罐的两端设有旋转轴，旋转轴的另一端与萃取分离一体罐的内壁相连接。

11、优选地，在两个所述旋转轴的内部分别装配由电机驱动的螺旋进料口和螺旋出料口，螺旋进料口和螺旋出料口分别位于旋转式废膜混料罐的两端，所述旋转式废膜混料罐与水平面的夹角为30°，所述螺旋出料口与废膜储存罐连通。

12、优选地，旋转式废膜混料罐的罐体表面呈多孔结构，孔径为3~6mm，在旋转式废膜混料罐内部设置用于搅拌的螺旋叶片。

13、优选地，在萃取分离一体罐中分别设置进料口和热氮输送口，所述进料口与萃取剂原料罐连通，在进料口与萃取剂原料罐之间设置输送泵一。

14、优选地，萃取剂原料罐中设有用于输送萃取剂的进料阀，在萃取剂原料罐的内部设置搅拌扇叶。

15、优选地，还包括网状隔离板和逸出废膜出料口，网状隔离板设于萃取分离一体罐的内部并位于旋转式废膜混料罐的下方，逸出废膜出料口设于萃取分离一体罐的一侧并位于网状隔离板的上方，在萃取分离一体罐的底部设置具有凹凸结构的可分离式不锈钢板，所述网状隔离板的孔径为1~3mm。

16、优选地，所述萃取分离一体罐通过主管路或支管路分别与混合液暂存罐连接，支管路中从左到右依次设置混合液抽滤泵、低温冷却液循环装置一和活性炭吸附装置。

17、优选地，还包括蒸馏釜，在混合液暂存罐与蒸馏釜之间设置输送泵二，蒸馏釜的两端分别与变压式精馏塔连通，变压式精馏塔的一端与白油回收罐连通，蒸馏釜的其中一端与变压式精馏塔的另一端、低温冷却液循环装置二和萃取剂回收罐连通。

18、优选地，所述萃取剂为乙酸乙酯和环己烷和正戊烷互配形成的复合萃取剂，其中乙酸乙酯：环己烷：正戊烷体积比为1-8：1-3：1-3。

19、本发明的有益效果为：本发明以乙酸乙酯、环己烷和正戊烷互配形成复合萃取剂，其中以毒性低、环保性较好、价格较低的乙酸乙酯为主萃取剂，环己烷与正戊烷作为协同萃取剂，与传统的二氯甲烷萃取剂相比，该复合萃取剂毒性更低，不含ods物质，对臭氧无破坏性，对含油废膜中白油的萃取效率可高达96%。

20、通过在萃取分离一体罐中设置萃取剂进料口、热氮输送口，同时在其内部设置螺旋进料和出料的旋转式废膜混料罐，下部的逸出废膜出料口、网状隔离板和可分离式不锈钢板，实现兼具含油废膜萃取与废膜-混合液分离的功能。

21、旋转式废膜混料罐的罐体表面为多孔结构，罐体内壁上带有螺旋叶片，同时与网状隔离板相互配合，使含油废膜均匀进料和出料，防止废膜聚集堵塞、促进废膜与萃取剂充分接触，防止细小废膜进入混合液暂存罐，从而萃取效率高，废膜回收方便。

技术特征：

1.一种湿法锂电池隔膜中含油废膜的萃取回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜中含油废膜的萃取回收方法，其特征在于，s4-s6步骤中采用的装置为湿法锂电池隔膜中含油废膜的萃取回收系统，湿法锂电池隔膜中含油废膜的萃取回收系统包括萃取分离一体罐（2），在所述萃取分离一体罐（2）的内部设置用于输送含油废膜的旋转式废膜混料罐（3），所述旋转式废膜混料罐（3）的两端设有旋转轴（22），旋转轴（22）的另一端与萃取分离一体罐（2）的内壁相连接。

3.根据权利要求2所述的一种湿法锂电池隔膜中含油废膜的萃取回收方法，其特征在于，在两个所述旋转轴（22）的内部分别装配由电机驱动的螺旋进料口（30）和螺旋出料口（31），螺旋进料口（30）和螺旋出料口（31）分别位于旋转式废膜混料罐（3）的两端，所述旋转式废膜混料罐（3）与水平面的夹角为30°，所述螺旋出料口（31）与废膜储存罐（4）连通。

4.根据权利要求2所述的一种湿法锂电池隔膜中含油废膜的萃取回收方法，其特征在于，旋转式废膜混料罐（3）的罐体表面呈多孔结构，孔径为3~6mm，在旋转式废膜混料罐（3）内部设置用于搅拌的螺旋叶片（32）。

5.根据权利要求2所述的一种湿法锂电池隔膜中含油废膜的萃取回收方法，其特征在于，在萃取分离一体罐（2）中分别设置进料口（20）和热氮输送口（21），所述进料口（20）与萃取剂原料罐（1）连通，在进料口（20）与萃取剂原料罐（1）之间设置输送泵一（103）。

6.根据权利要求5所述的一种湿法锂电池隔膜中含油废膜的萃取回收方法，其特征在于，萃取剂原料罐（1）中设有用于输送萃取剂的进料阀（102），在萃取剂原料罐（1）的内部设置搅拌扇叶（101）。

7.根据权利要求5所述的一种湿法锂电池隔膜中含油废膜的萃取回收方法，其特征在于，还包括网状隔离板（23）和逸出废膜出料口（25），网状隔离板（23）设于萃取分离一体罐（2）的内部并位于旋转式废膜混料罐（3）的下方，逸出废膜出料口（25）设于萃取分离一体罐（2）的一侧并位于网状隔离板（23）的上方，在萃取分离一体罐（2）的底部设置具有凹凸结构（241）的可分离式不锈钢板（24），所述网状隔离板（23）的孔径为1~3mm。

8.根据权利要求5所述的一种湿法锂电池隔膜中含油废膜的萃取回收方法，其特征在于，所述萃取分离一体罐（2）通过主管路（13）或支管路（14）分别与混合液暂存罐（5）连接，支管路（14）中从左到右依次设置混合液抽滤泵（6）、低温冷却液循环装置一（70）和活性炭吸附装置（8）。

9.根据权利要求8所述的一种湿法锂电池隔膜中含油废膜的萃取回收方法，其特征在于，还包括蒸馏釜（9），在混合液暂存罐（5）与蒸馏釜（9）之间设置输送泵二（104），蒸馏釜（9）的两端分别与变压式精馏塔（10）连通，变压式精馏塔（10）的一端与白油回收罐（11）连通，蒸馏釜（9）的其中一端与变压式精馏塔（10）的另一端、低温冷却液循环装置二（71）和萃取剂回收罐（12）连通。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种湿法锂电池隔膜中含油废膜的萃取回收方法，其特征在于，所述萃取剂为乙酸乙酯和环己烷和正戊烷互配形成的复合萃取剂，其中乙酸乙酯：环己烷：正戊烷体积比为1-8：1-3：1-3。

技术总结
本申请涉及湿法锂电池隔膜萃取回收技术领域，本发明公开了一种湿法锂电池隔膜中含油废膜的萃取回收方法，S1：破碎处理，将含油废膜投入隔膜破碎机进行破碎；S2：将破碎后的含油废膜投入液压机中，得到待处理废膜；S3：加热去除白油后的待处理废膜；S4：将S3步骤加热后的待处理废膜投入至旋转式废膜混料罐中，萃取剂泵入萃取分离一体罐中进行萃取；S5：重复S4步骤中的萃取步骤，进行多级萃取；S6：萃取结束，将废膜与混合液抽滤分离后，再烘干废膜，混合液经蒸馏及精馏分离出萃取剂及白油。本方法的萃取剂乙酸乙酯+环己烷+正戊烷的复合萃取剂对大气臭氧层无破坏性，且较二氯甲烷更低毒，对含油废膜中白油的萃取效率可高达96%。

技术研发人员：刘照,陈潇,邓超,杨卓华
受保护的技术使用者：珙县华洁危险废物治理有限责任公司成都分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16