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    鋰離子電池回收技術

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    廢舊鋰離子電池的資源化技術,是將廢舊鋰離子電池中有價值的成分,依據其各自的物理、化學性質,將其分離。一般而言,整個回收工藝分為四個部分:預處理部分、電極材料修復、有價金屬的浸出、化學純化。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分為三大類:干法回收技術、濕法回收技術、生物回收技術。干法回收主要包括機械分選法和高溫熱解法(或稱高溫冶金法)。干法回收工藝流程較短,回收的針對性不強

    1. 詳細信息

    廢舊鋰離子電池的資源化技術,是將廢舊鋰離子電池中有價值的成分,依據其各自的物理、化學性質,將其分離。一般而言,整個回收工藝分為四個部分:預處理部分、電極材料修復、有價金屬的浸出、化學純化

    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分為三大類:干法回收技術、濕法回收技術、生物回收技術。

    干法回收主要包括機械分選法和高溫熱解法(或稱高溫冶金法)。干法回收工藝流程較短,回收的針對性不強,是實現金屬分離回收的初步階段。主要是指不通過溶液等媒介,直接實現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熱解法,對電池破碎進行粗篩分類,或高溫分解除去有機物以便于進一步的元素回收。

    濕法回收技術工藝比較復雜,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。濕法回收技術是以各種酸堿性溶液為轉移媒介,將金屬離子從電極材料中轉移到浸出液中,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。

    生物回收技術具有成本低、污染小、可重復利用的特點,是未來鋰離子電池回收技術發展的理想方向。生物回收技術主要是利用微生物浸出,將體系的有用組分轉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,實現目標組分與雜質組分分離,最終回收鋰等有價金屬。目前,關于生物回收技術的研究剛剛起步,之后將逐步解決高效菌種的培養、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,以便于后續回收過程順利進行。預處理過程一般結合了破碎、研磨、篩選和物理分離法。主要的幾種預處理方法包括:(1)預放電;(2)機械分離;(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。預處理階段富集得到了正極和負極的混合電極材料,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分為:(1)無機酸浸出;(2)生物浸出;(3)機械化學浸出。

    第三步:化學純化。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。通過調節pH將Al和Fe選擇性沉淀出后,再對浸出液中的Ni、Co、Mn和Li等元素進行下一步的處理回收。常用的回收方法有化學沉淀法、鹽析法、離子交換法、萃取法和電沉積法。

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