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廢舊鋰離子電池的資源化技術(shù)有哪些?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1746次  |  2018年05月16日  

  廢舊鋰離子電池的資源化技術(shù):濕法回收技術(shù)為主。


  廢舊鋰離子電池的資源化技術(shù),是將廢舊鋰離子電池中有價值的成分,依據(jù)其各自的物理、化學(xué)性質(zhì),將其分離。一般而言,整個回收工藝分為4個部分:(1)預(yù)處理部分;(2)電極材料修復(fù);(3)有價金屬的浸出;(4)化學(xué)純化。


       在回收過程中,按照不同的提取工藝分類,可將鋰離子電池的回收技術(shù)分為3大類:(1)干法回收技術(shù);(2)濕法回收技術(shù);(3)生物回收技術(shù)。


  干法回收主要包括機(jī)械分選法和高溫?zé)峤夥ǎɑ蚍Q高溫冶金法)。干法回收工藝流程較短,回收的針對性不強(qiáng),是實(shí)現(xiàn)金屬分離回收的初步階段。主要是指不通過溶液等媒介,直接實(shí)現(xiàn)材料或有價金屬的回收方法,主要是通過物理分選法和高溫?zé)峤夥ǎ瑢﹄姵仄扑檫M(jìn)行粗篩分類,或高溫分解除去有機(jī)物以便于進(jìn)一步的元素回收。


  濕法回收技術(shù)工藝比較復(fù)雜,但各有價金屬的回收率較高,是目前主要處理廢舊鎳氫電池和鋰離子電池的技術(shù)。濕法回收技術(shù)是以各種酸堿性溶液為轉(zhuǎn)移媒介,將金屬離子從電極材料中轉(zhuǎn)移到浸出液中,再通過離子交換、沉淀、吸附等手段,將金屬離子以鹽、氧化物等形式從溶液中提取出來。

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  生物回收技術(shù)具有成本低、污染小、可重復(fù)利用的特點(diǎn),是未來鋰離子電池回收技術(shù)發(fā)展的理想方向。生物回收技術(shù)主要是利用微生物浸出,將體系的有用組分轉(zhuǎn)化為可溶化合物并選擇性地溶解出來,得到含有效金屬的溶液,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)組分與雜質(zhì)組分分離,最終回收鋰等有價金屬。目前,關(guān)于生物回收技術(shù)的研究剛剛起步,之后將逐步解決高效菌種的培養(yǎng)、周期長的問題以及對于浸出條件的控制問題。


  從回收工藝的次序來看,第一步:預(yù)處理過程,其目的是初步分離回收舊鋰離子電池中的有價部分,高效選擇性地富集電極材料等高附加值部分,以便于后續(xù)回收過程順利進(jìn)行。預(yù)處理過程一般結(jié)合了破碎、研磨、篩選和物理分離法。主要的幾種預(yù)處理方法包括:(1)預(yù)放電;(2)機(jī)械分離;(3)熱處理;(4)堿液溶解;(5)溶劑溶解;(6)手工拆解等。


  第二步:材料分離。預(yù)處理階段富集得到了正極和負(fù)極的混合電極材料,為了從中分離回收Co、Li等有價金屬,需要對混合電極材料進(jìn)行選擇性提取。材料分離的過程也可以按照干法回收、濕法回收和生物回收的分類技術(shù)分為:(1)無機(jī)酸浸出;(2)生物浸出;(3)機(jī)械化學(xué)浸出。


  第三步:化學(xué)純化。其目的在于對浸出過程得到的溶液中的各種高附加值金屬進(jìn)行分離和提純并回收。浸出液中含有Ni、Co、Mn、Fe、Li、Al和Cu等多種元素,其中Ni、Co、Mn、Li為主要回收的金屬元素。通過調(diào)節(jié)pH將Al和Fe選擇性沉淀出后,再對浸出液中的Ni、Co、Mn和Li等元素進(jìn)行下一步的處理回收。常用的回收方法有化學(xué)沉淀法、鹽析法、離子交換法、萃取法和電沉積法。


  國內(nèi)外企業(yè)動力電池回收的技術(shù)路線和趨勢:濕法工藝和高溫?zé)峤鉃橹髁鞅容^國外主流電池回收公司的廢舊動力電池回收工藝可以發(fā)現(xiàn),目前主流鋰電池回收工藝以濕法工藝和高溫?zé)峤鉃橹鳎液艽笠徊糠忠呀?jīng)投入了工業(yè)生產(chǎn)階段。

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