鉅大LARGE | 點擊量:2026次 | 2020年10月21日
詳解鋰離子電池的回收利用
隨著鋰離子電池應用的越來越廣泛,收回鋰離子電池中的有價金屬、削減對環(huán)境構成的污染、緩解資源匱乏等問題,具有重要的社會含義和經濟含義。
1廢舊鋰離子電池有價金屬收回技能
1.1干法技能
干法是將鋰離子電池復原焙燒別離出鈷、鋁,浸出別離鈷和乙炔黑。
日本索尼公司和住友金屬礦山公司協(xié)作研討從廢舊鋰離子二次電池中收回鈷等的技能,其工藝為先將電池燃燒,再篩選去鐵和銅后,將剩余粉加熱并溶于酸中,用有機溶劑萃取可提出氧化鈷[2]。
ChurlKyoungLee等[3]先把廢舊鋰離子電池破碎,再進行熱處理,將可燃資料變?yōu)闅怏w,留下LiCoO2。在恒溫水浴中,參加硝酸、雙氧水溶解LiCoO2,使得Co和Li的浸出率均到達85%。
干法工藝相對簡略,可是能耗較高,電解質溶液和電極中其它成分燃燒容易引起大氣污染。
1.2濕法技能
濕法是以無機酸溶液將廢舊電池中的各有價成分浸出后,再以一定的辦法加以收回。
在80℃下用鹽酸浸出鋰離子二次電池正極料,Co、Li的浸出率均大于99%,之后用PC-288A(2-乙基己基磷酸-單-2-乙基己基醚)萃取Co,反萃取后以硫酸鈷形式收回鈷。再參加碳酸鈉溶液,生成碳酸鋰沉積,收回率挨近80%。
KudoMistuhiko等[5]用酸浸出鋰離子電池正極廢料,往浸出液中參加兩性金屬,使Co2+變成Co,然后除去兩性金屬,取得金屬Co。
王曉峰等[6]先將電極資料在稀鹽酸中溶解,再調理pH=4,選擇性沉積出鋁的氫氧化物,然后調理pH至10左右,使鈷、鎳生成氨的合作物,再通入O2把Co2+、Ni2+氧化,并將溶液經過離子交換樹脂,再用草酸鹽將Co和Ni沉積下來。
吳芳[7]選用堿溶解電池資料,預先除去約90%的鋁,然后選用H2SO4+H2O2系統(tǒng)浸出濾渣,浸出后的濾液中含有Fe2+、Ca2+、Mn2+等雜質,用P204溶劑萃取得到鈷和鋰的混合液,然后用P507溶劑萃取別離鈷、鋰,反萃取后得到硫酸鈷,萃余液沉積收回碳酸鋰,鋰的一次收回率為76.5%。
濕法工藝能耗也較大,且工藝流程長,對設備要求高,本錢較高,資源收回率較低。
1.3離子篩法處理鋰離子電池
2003年武漢理工大學發(fā)明晰一種用λ-MnO2離子篩從廢鋰離子電池中別離收回鋰的新辦法,當年即被授予發(fā)明專利。過程為:將電池解體去除外殼,將電池芯浸泡在鹽酸中使其充分溶解;調理系統(tǒng)的pH>10,過濾后得到含鋰離子的料液;用λ-MnO2離子篩處理料液,對鋰離子進行選擇性吸附別離,然后用鹽酸對吸附在離子篩中的鋰離子進行洗脫,蒸發(fā)洗脫液得到氯化鋰,向洗脫液中參加Na2CO3,加熱濃縮后得到碳酸鋰沉積[7]。
1.4生物浸出工藝
所謂微生物浸出工藝便是用微生物將系統(tǒng)中有用組分轉化為可溶化合物并選擇性地溶解出來,得到含金屬的溶液,完成目標組分與雜質組分別離,終究收回有用金屬的技能[8]。
與傳統(tǒng)電池收回技能相比,生物浸出有基建投資少、操作本錢低、對環(huán)境的污染小等優(yōu)點。但這是一個比較新的課題,還有去多問題要處理,如菌種的選擇與培育,浸出條件的控制,金屬的生物浸出機理等。
1.5其它再生使用技能
LiCoO2電極能夠經過電化學復原技能將Co3+復原為Co2+,一起鋰從LiCoO2固體結構中釋放出來,這樣防止了引入其它化學物質而構成后續(xù)處理工藝的復雜化[9]。
D.-S.Kim等[10]根據溶解-沉積的效果機制進行了LiCoO2修正別離的探索研討,修正并一起別離出LiCoO2資料,且辦法過程簡略。
2廢舊鋰離子電池收回使用的對策與主張
2.1從電池生產者入手,做好分類收回
電池的生產者應對含有危險廢物的電池進行標識,標明有害物質的品種和含量,以便于分類收回,一起生產者也要不斷改進電池的生產工藝,削減電池中重金屬等有害成分的含量。
2.2加大宣揚力度,進步環(huán)保和了解
現(xiàn)在人們對廢舊電池污染的了解不足,還未構成自覺搜集廢電池的環(huán)境保護了解,盡管近幾年廢舊電池的收回已引起有關部門重視,指定了專門進行收回的定點單位,但收效甚微。因而應
大力宣揚,進步人們對廢電池收回使用含義的了解,相關集體組織也應展開相應的實踐活動,培育人們保護環(huán)境的社會責任感,在全社會構成一個杰出的環(huán)保氛圍。
2.3完善法律法規(guī),樹立完善的管理系統(tǒng)
為完成電池產品的低汞和無汞化,在電池管理政策上我國擬定了《無汞干電池》標準,相關部委也宣布《有關限制電池汞含量的規(guī)則》,這些規(guī)則起到了從源頭上控制廢電池環(huán)境污染的效果。政府相關部門還要擬定符合我國國情的管理辦法和詳細可行的執(zhí)行細則,經過立法要求生產者、銷售者收回其產品廢棄物,一起,盡快樹立健全收回系統(tǒng),為廢舊電池的收回使用創(chuàng)造各種便利條件。
2.4加強技能研討開發(fā)
要加大對廢舊電池收回使用技能應用的研討,研制出投資小、污染少、處理效益高的新工藝。一起,從電池生產的源頭控制有害成分的含量,加速環(huán)保型可充電電池的開發(fā),削減電池的廢棄量。
往后,廢舊鋰離子電池的資源化技能研討將會更加全面和成熟。我們應該加強廢電池的環(huán)境管理,使處理技能朝著低本錢、無二次污染的方向開展。一起走開展新式綠色環(huán)保電池之路,使生產和再生使用構成一個良性循環(huán),真正做到利于民又無害于民、無害于天然。
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