詳解鋰電池的回收利用
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-25 09:39
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隨著鋰離子電池應(yīng)用的越來(lái)越廣泛，收回鋰離子電池中的有價(jià)金屬、削減對(duì)環(huán)境構(gòu)成的污染、緩解資源匱乏等問(wèn)題，具有重要的社會(huì)含義和經(jīng)濟(jì)含義。
1 廢舊鋰離子電池有價(jià)金屬收回技能
1.1 干法技能
干法是將鋰離子電池復(fù)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(jī)溶劑萃取可提出氧化鈷[2]。
Churl Kyoung Lee等[3]先把廢舊鋰離子電池破碎，再進(jìn)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(dá)85 %。
干法工藝相對(duì)簡(jiǎn)略，可是能耗較高，電解質(zhì)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(wú)機(jī)酸溶液將廢舊電池中的各有價(jià)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 %。
Kudo Mistuhiko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(diào)理pH=4，挑選性沉積出鋁的氫氧化物，然后調(diào)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(jīng)過(guò)離子 交換樹(shù)脂，再用草酸鹽將Co和Ni沉積下來(lái)。
吳芳[7]選用堿溶解電池資料，預(yù)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(zhì)， 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(zhǎng)，對(duì)設(shè)備要求高，本錢(qián)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(xué)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(dāng)年即被授予發(fā)明專利。過(guò)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(diào)理系統(tǒng)的pH>10，過(guò)濾后得到含鋰離子的料液；用λ-MnO2離子篩處理料液，對(duì)鋰離子進(jìn)行挑選性吸附別離，然后用鹽酸對(duì)吸附在離子篩中的鋰離子進(jìn)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(zhuǎn)化為可溶化合物并挑選性地溶解出來(lái)，得到含金屬的溶液，完成目標(biāo)組分與雜質(zhì)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(qián)低、對(duì)環(huán)境的污染小等優(yōu)點(diǎn)。但這是一個(gè)比較新的課題，還有去多問(wèn)題需要處理，如菌種的挑選與培育，浸出條件的控制，金屬的生物浸出機(jī)理等。
1.5 其它再生使用技能
LiCoO2電極能夠經(jīng)過(guò)電化學(xué)復(fù)原技能將Co3+復(fù)原為Co2+， 一起鋰從LiCoO2固體結(jié)構(gòu)中釋放出來(lái)，這樣避免了引入其它化學(xué)物質(zhì)而構(gòu)成后續(xù)處理工藝的復(fù)雜化[9]。
D.-S. Kim等[10]根據(jù)“溶解-沉積”的效果機(jī)制進(jìn)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(guò)程簡(jiǎn)略。
2 廢舊鋰電池收回使用的對(duì)策與主張
2.1 從電池生產(chǎn)者入手，做好分類(lèi)收回
電池的生產(chǎn)者應(yīng)對(duì)含有危險(xiǎn)廢物的電池進(jìn)行標(biāo)識(shí)，標(biāo)明有害物質(zhì)的品種和含量，以便于分類(lèi)收回，一起生產(chǎn)者也要不斷改進(jìn)電池的生產(chǎn)工藝，削減電池中重金屬等有害成分的含量。
2.2 加大宣揚(yáng)力度，進(jìn)步環(huán)保和知道
現(xiàn)在人們對(duì)廢舊電池污染的知道不足，還未構(gòu)成自覺(jué)搜集廢電池的環(huán)境保護(hù)知道，盡管近幾年廢舊電池的收回已引起有關(guān)部門(mén)重視，指定了專門(mén)進(jìn)行收回的定點(diǎn)單位，但收效甚微。因而應(yīng)
大力宣揚(yáng)，進(jìn)步人們對(duì)廢電池收回使用含義的知道，相關(guān)集體組織也應(yīng)展開(kāi)相應(yīng)的實(shí)踐活動(dòng)，培育人們保護(hù)環(huán)境的社會(huì)責(zé)任感，在全社會(huì)構(gòu)成一個(gè)杰出的環(huán)保氛圍。
2.3 完善法律法規(guī)，樹(shù)立完善的管理系統(tǒng)
為完成電池產(chǎn)品的低汞和無(wú)汞化，在電池管理政策上我國(guó)擬定了《無(wú)汞干電池》標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)部委也宣布《關(guān)于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(guān)部門(mén)還要擬定符合我國(guó)國(guó)情的管理辦法和詳細(xì)可行的實(shí)施細(xì)則，經(jīng)過(guò)立法要求生產(chǎn)者、銷(xiāo)售者收回其產(chǎn)品廢棄物，一起，盡快樹(shù)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(qiáng)技能研討開(kāi)發(fā)
要加大對(duì)廢舊電池收回使用技能應(yīng)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(chǎn)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(kāi)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(huì)更加全面和成熟。我們應(yīng)該加強(qiáng)廢電池的環(huán)境管理，使處理技能朝著低本錢(qián)、無(wú)二次污染的方向開(kāi)展。一起走開(kāi)展新式綠色環(huán)保電池之路，使生產(chǎn)和再生使用構(gòu)成一個(gè)良性循環(huán)，真正做到利于民又無(wú)害于民、無(wú)害于天然。
