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廢舊鋰電池的回收工藝

2021-09-08

目前鋰電池回收的回收工藝主要包括預處理、電極材料二次處理和深度回收三個步驟。每一步都包含多種處理方法,這也造成了鋰電池回收的復雜性。廢舊電池的預處理主要是通過粉碎或篩分去除有害源,分解廢舊電池,實現簡單的分離和分類;二次處理是指電池成分的靶向處理和內部混合物的溶解,常用的方法有酸溶法和電池內部混合物兩步酸溶/堿溶法;深度回收是為了獲得陰極材料。常用的回收工藝一般包括化學回收、物理回收、生物回收和聯合法。根據處理方法的不同,化學回收工藝分為濕法回收技術和火法回收技術。

為了安全處置鋰電池回收的廢舊電池,在預處理前應將廢舊鋰電池排出,使廢舊鋰電池處于安全狀態。預處理過程主要包括物理方法和破碎分選,包括機械剝離電池外殼、破碎電極材料、分選破碎材料等。

在廢舊鋰電池回收的二次處理過程中,電極材料實際上是通過溶解-浸出進行處理的。預處理后的電極材料用酸堿溶液溶解,材料中的金屬離子被還原成金屬或相應的無機鹽如氧化物和氯化物,這是整個工藝系統的關鍵。

鋰電池回收的二次處理后的滲濾液可能含有多種金屬元素,如鋰、鈷、鎳、錳、銅、鋁、鐵等。通過大量的研究和試驗,成熟的方法有溶劑萃取法、化學沉淀法、鹽析法、離子交換法和電化學法。從目標產物的回收率和純度來看,溶劑萃取法在條件溫和和回收效果方面比化學沉淀法有明顯優勢,但溶劑萃取法能耗高、工藝復雜?;瘜W沉淀法雖然回收率高,但過程繁瑣。在金屬離子的處理中,不同化學性質的金屬離子用鹽析法處理,離子大小明顯不同的離子可以用離子交換法或鹽析法處理。由于金屬離子性質的不同,離子交換法或電化學法相對簡單,但對設備要求較高。此外電化學過程耗能較大,回收成本較高。

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