本發(fā)明屬于有機(jī)廢棄物利用領(lǐng)域，具體涉及一種廢棄電池隔膜高值化利用方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，新能源汽車行業(yè)發(fā)展迅速。電池是新能源汽車的核心部件，其設(shè)計(jì)壽命一般為6～10年，目前大批量電池正處于退役的邊緣。電池通常由正極、負(fù)極、電解液和隔膜組成。其中，隔膜作為電池必不可少的組成部分，決定著電池的循環(huán)次數(shù)、成本和安全性。隔膜主要由聚乙烯(pe)或聚丙烯(pp)組成，還有無機(jī)涂層，以提高隔膜的熱穩(wěn)定性和對(duì)電解液的親和性。常用的無機(jī)涂層材料包括氧化鋁、二氧化硅等。目前，氧化鋁涂覆隔膜已經(jīng)在新能源汽車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)用。據(jù)估計(jì)，到2030年，廢棄電池隔膜累計(jì)數(shù)量將達(dá)到50億平方米。目前，廢棄電池隔膜的處置辦法主要包括焚燒和填埋，然而，這些技術(shù)存在效率低和污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)，因此尋找一種綠色、高效的廢舊電池隔膜處置技術(shù)刻不容緩。

2、造紙黑液是堿法制漿造紙工業(yè)的污染物，主要成分有木質(zhì)素和氫氧化鈉，ph值為11～13。造紙工業(yè)排放廢水中cod(化學(xué)需氧量)占全國(guó)工業(yè)cod總排放量的40％以上，而造紙黑液所含的污染物占造紙行業(yè)排放總量的90％以上，并且其處理難度大，對(duì)環(huán)境危害嚴(yán)重，因此造紙黑液的處理是造紙工業(yè)廢水處理的關(guān)鍵。

3、因此，開發(fā)既能高效地處理廢棄電池隔膜，又能凈化造紙黑液的工藝，具有重要的實(shí)際意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的廢棄電池隔膜處理方法無法充分實(shí)現(xiàn)廢物利用，以及造紙黑液無法充分實(shí)現(xiàn)凈化回收的問題，提供一種新的廢棄電池隔膜高值化利用方法，采用該方法能高效地預(yù)處理廢棄電池隔膜和造紙黑液，既可以實(shí)現(xiàn)廢棄電池隔膜催化熱解選擇性制備高價(jià)值芳烴，也可以回收利用廢棄電池隔膜涂層材料，還可以凈化造紙黑液，能夠?qū)崿F(xiàn)廢棄電池隔膜高值化利用和造紙黑液的凈化，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種廢棄電池隔膜高值化利用方法，包括以下步驟：

3、s1，將廢棄電池隔膜與造紙黑液進(jìn)行第一混合和過濾，得到第一廢液和部分氧化鋁涂層脫除的預(yù)處理后的電池隔膜；其中，將所述預(yù)處理后的電池隔膜進(jìn)行催化熱解，得到芳烴和固體炭；

4、s2，將所述第一廢液進(jìn)行混凝和過濾，得到第二廢液和第一濾渣；其中，將所述第一濾渣進(jìn)行第一干燥，得到木質(zhì)素；

5、s3，將所述第二廢液進(jìn)行中和、過濾和第二干燥，得到第二濾渣；并將所述第二濾渣與所述固體炭進(jìn)行焙燒，得到多孔氧化鋁。

6、在本發(fā)明中，廢棄電池隔膜可以為廢棄鋰離子電池隔膜等，主要是針對(duì)有氧化鋁涂層的廢棄電池隔膜。

7、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述造紙黑液為燒堿法制漿過程中產(chǎn)生的廢水。在本發(fā)明中，造紙黑液是堿法制漿造紙工業(yè)的廢水，主要成分有木質(zhì)素和氫氧化鈉，ph值為11～13。

8、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，廢棄電池隔膜與造紙黑液的固液比為1：(100～200)g/ml。在本發(fā)明中，優(yōu)選地，將造紙黑液預(yù)處理是指將廢棄電池隔膜按照固液比(1∶100)～(1∶200)(g/ml)浸漬于造紙黑液中，并于60～90℃攪拌2～5h，然后過濾，用去離子水洗滌濾渣至中性后干燥。

9、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述第一混合的條件包括：溫度為60～90℃，時(shí)間為2～5h。

10、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，相對(duì)于廢棄電池隔膜，預(yù)處理后的電池隔膜中的氧化鋁的重量減少10n40wt％。在本發(fā)明中，部分氧化鋁涂層脫除是指通過造紙黑液預(yù)處理脫除隔膜的一部分氧化鋁涂層，使隔膜中氧化鋁涂層減少10～40wt％。

11、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述催化熱解的催化劑為hzsm-5。熱解是一種綠色、高效的熱轉(zhuǎn)化技術(shù)，特別是在適當(dāng)催化劑的作用下，可迅速將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為富含特定高附加值化合物的燃油，如芳烴。芳烴是一類具有穩(wěn)定芳香環(huán)結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔?，具有特殊的香味和化學(xué)性質(zhì)，廣泛用于化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域。hzsm-5因具有強(qiáng)酸性、高熱穩(wěn)定性和獨(dú)特的孔結(jié)構(gòu)，在催化熱解制備芳烴時(shí)具有較高的催化性能。hzsm-5含有豐富的b酸位點(diǎn)和獨(dú)特的mfi型孔道結(jié)構(gòu)，能夠有效促進(jìn)聚合物熱解揮發(fā)分發(fā)生裂解、氫轉(zhuǎn)移、環(huán)化和芳構(gòu)化等反應(yīng)，從而促進(jìn)芳烴的生成。

12、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述催化熱解的催化劑用量為催化劑：預(yù)處理后的電池隔膜＝(4～12)∶1。

13、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述催化熱解的條件包括：溫度為500～700℃，時(shí)間為10～20min。

14、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，在s1中催化熱解后，將獲得揮發(fā)性組分并進(jìn)行冷凝，得到芳烴。在本發(fā)明中，冷凝的溫度優(yōu)選為0～4℃。

15、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述混凝的方法包括：將第一廢液與殼聚糖、甲殼素和聚丙烯酰胺中的一種或多種進(jìn)行第二混合。

16、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述第一廢液與殼聚糖、甲殼素和聚丙烯酰胺中的一種或多種的液固比為1∶(1～2)l/g。

17、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述第二混合的條件包括：溫度20～40℃，時(shí)間為10～30min。

18、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述中和的方法包括：以50～200ml/min的速率通入co2，直至溶液ph值達(dá)到6～8后進(jìn)行過濾，得到第二濾渣。

19、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述焙燒的條件包括：溫度為400～500℃；時(shí)間為1～2h。

20、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述第一干燥和第二干燥的條件各自獨(dú)立地選自：溫度為90～110℃，時(shí)間為12～24h。在本發(fā)明中，在第一干燥和/或第二干燥之前，優(yōu)選地，采用蒸餾水洗滌至中性。

21、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述廢棄電池隔膜為具有氧化鋁涂層的電池隔膜。

22、本發(fā)明的有益效果：

23、(1)本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)廢棄電池隔膜和造紙黑液的高值和清潔利用：隔膜中有機(jī)組分經(jīng)催化轉(zhuǎn)化制備高價(jià)值芳烴，可用作儲(chǔ)氫液體燃料或化學(xué)品，而無機(jī)組分則回收形成多孔氧化鋁；造紙黑液則可回收木質(zhì)素，并實(shí)現(xiàn)液體凈化。

24、(2)本發(fā)明創(chuàng)新性地提出了隔膜無機(jī)組分部分脫除、強(qiáng)化催化熱解選擇性制備芳烴新方法。通過造紙黑液部分脫除隔膜的氧化鋁涂層，不僅能夠有效降低隔膜熱解過程中的熱質(zhì)傳遞阻力，促進(jìn)有機(jī)組分的熱解和揮發(fā)，而且能夠強(qiáng)化揮發(fā)分與氧化鋁充分接觸，發(fā)揮氧化鋁的催化功能，促進(jìn)大分子物質(zhì)分解為更多的小分子烯烴，有利于后續(xù)在hzsm-5催化劑的作用下發(fā)生環(huán)化、芳構(gòu)化等反應(yīng)，在提升芳烴產(chǎn)率的同時(shí)減少催化劑表面結(jié)焦和失活。

25、(3)本發(fā)明提出了造紙黑液高效回收木質(zhì)素和凈化新方法，實(shí)現(xiàn)木質(zhì)素和多孔氧化鋁的回收。造紙黑液中含有大量的堿性物質(zhì)，在常規(guī)處置過程中需要大量酸性試劑進(jìn)行中和，本發(fā)明將其用于和隔膜中的無機(jī)組分進(jìn)行反應(yīng)，減少了酸性試劑的消耗；同時(shí)隔膜預(yù)處理后的濾液富含木質(zhì)素，通過殼聚糖混凝可實(shí)現(xiàn)木質(zhì)素的高效回收和黑液的初步凈化。隔膜預(yù)處理時(shí)被溶解的氧化鋁會(huì)在通入co2后形成氫氧化鋁，氫氧化鋁作為混凝劑將造紙黑液中殘余的有機(jī)物聚集起來，經(jīng)過焙燒處理后，有機(jī)物的揮發(fā)會(huì)形成高品質(zhì)的多孔氧化鋁。此外，本發(fā)明采用co2調(diào)節(jié)造紙黑液的ph值調(diào)節(jié)至6～8，滿足國(guó)標(biāo)(gb3544-2008)要求，而且具有廉價(jià)環(huán)保的特點(diǎn)。