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废锂离子电池粉碎筛分正极活性材料浸泡过滤盐酸浸泡过滤粗和石墨沉淀铝外壳铝箔和铜箔石墨粉末溶液图锂电池回收工艺流程总之,由于日本韩国中国及中国台湾地区是全球最集中锂离子电池产出地,对钴需求量巨大而东亚地区拥有全球四分之人口,又是移动通讯和电脑最为普及地区之,其废旧锂离子电池产出量大。
中日韩等国都是钴消耗量大而钴资源却极为匮乏国家。
故比较而言,东亚地区学者对废旧锂离子电池资源化利用研究相对较多。
此外,美国也有些锂离子电池拆解设备专利报道。
国内学者对废旧锂离子电池资源利用也进行了大量研究,但大多仅报道了废旧锂离子电池正极材料或生产废料实验室实验结果。
不过,国内已有专门锂离子电池拆解公司和从事失效二次电池及其生产废料专门企业。
清华大学徐盛明吴芳等曾采用机械破碎分选浸出用立式高速旋转粉碎机将废锂离子电池粉碎,然后用目筛子进行筛分,获得筛上产品和筛下产品。
筛上产品经风力摇床分选,获得轻产品和重产品。
筛下产品用目振动筛筛分,获得筛上产品和筛下产品。
按废锂离子电池给料产取液萃余液结晶浓缩重结晶碳酸锂硫酸钴硫酸图萃取法回收废锂离子电池中钴锂工艺流程图金泳勋等则采用浮选法工艺进行了废锂离子电池回收利用研究,该工艺流程可分成电池粉碎分选工艺和回收处理工艺两部分。
首先积出来。
其萃取回收工艺流程如图所示,该湿法流程具有钴锂分离彻底回收率较高产品纯度较好等优点,已成为当今废旧锂离子电池处理经典流程之。
去壳废锂离子电池还原浸取盐酸残渣浸取液溶剂萃取洗涤除锂洗钴萃中以沉淀形式沉积出来。
锂回收。
在时饱和溶解度为,时溶解度为。
萃取之后水相,按照定比例加入饱和碳酸钠溶液,加热浓缩至饱和,冷却至常温,可使大部分以晶体形式沉浓度约为。
因此,相对于,是种性能更优越萃取剂。
钴回收萃取后有机相经过萃取剂回收后,水溶液中浓度比较高,可以通过电解法回收,也可以通过调节溶液值,将溶液分离因子,表示两相中分配系数比系统高出个数量级。
通过分析之,经过萃取后水溶液中,浓度已经很低,只有而经过萃取后,等还研究了种不同浸取剂盐酸羟胺在不同条件下浸取动力学。
很明显,随着浸取萃取出来当时,锂开始慢慢被萃入有机相。
实验结果还表明相似值条件下,系统中,新工艺,其主要工序包括破碎用机械将锂离子电池破碎后,除去外层塑料皮和金属外壳,并电芯上拆下正极材料主要由少量有机聚合物和石墨分构成浸取工艺。
行归纳总结。
日本是锂离子电池诞生地和最大生产国之,也是对废旧锂离子电池资源利用研究最多国家之,但却未见有废旧锂离子电池处理工厂报道。
等提出了萃取法分离回收锂离子电池中济效益急剧下降,而德国等采用蒸馏法处理镍镉电池工厂则将除镉后残渣熔炼成镍铁,供给不锈钢厂。
国内中南大学曾于年与北京冶炼厂合作建成了干电池处理湿法冶金车间,但因故停产。
下面着重对锂离子电池循环利用技术进属资源,而且严重污染环境。
对于普通干电池镍镉电池处理,日本韩国德国瑞典等曾采用火法冶金或真空蒸馏法建立了废旧干电池镍镉电池处理工厂,但由于废旧干电池无汞化使得日韩等建立年处理吨干电池工厂经林顿签署含汞电池和可充电电池管理法令止,主要发达国家已建立了较完善废旧电池管理体系。
国内废旧电池管理工作尚属于起步阶段,目前废旧镉镍氢镍及锂离子电池主要去向是城乡生活垃圾场,不但浪费了大量有价金领域国内外技术现状专利等情况分析包括知识产权状况,国内外技术发展趋势国内外发展现状及技术水平与国外同类产品相比较自世纪年代以来,西方国家开始立法加强废旧电池管理回收与处理,至年月当时美国总统克锂离子电池为对象进行资源化循环利用研究,并建设座年处理吨废旧锂离子电池及其相关废料示范基地对于缓解我国紧缺镍钴金属资源促进锂离子电池工业可持续发展以及相关有色金属循环支撑技术开发都具有重要意义。
该环有较大进展外,目前我国尚未建立其它有色金属,特别是我国紧缺金属二次资源资源化循环利用体系,其原因在于缺乏能满足处理二次资源物料处理时经济性生态性高效性综合性等基本要求支撑技术。
综上所述,以废旧工艺新设备能像资源循环利用这样,在节约资源减少能耗和改善环境方面取得如此明显效果。
因此,早期工业化国家正是基于资源能耗环境等方面考虑,早已经初步构建了有色金属资源循环体系。
但除铝铜及铅资源循生产能耗,再生铜能耗也仅为原生铜生产能耗。
废旧锂离子电池钴金属含量高达,是我国伴生矿产钴含量倍以上,其资源循环不仅可以节约大量镍钴矿产资源,而且可以大幅度降低能源消耗,保护生态环境。
没有任何种新工生产能耗,再生铜能耗也仅为原生铜生产能耗。
废旧锂离子电池钴金属含量高达,是我国伴生矿产钴含量倍以上,其资源循环不仅可以节约大量镍钴矿产资源,而且可以大幅度降低能源消耗,保护生态环境。
没有任何种新工艺新设备能像资源循环利用这样,在节约资源减少能耗和改善环境方面取得如此明显效果。
因此,早期工业化国家正是基于资源能耗环境等方面考虑,早已经初步构建了有色金属资源循环体系。
但除铝铜及铅资源循环有较大进展外,目前我国尚未建立其它有色金属,特别是我国紧缺金属二次资源资源化循环利用体系,其原因在于缺乏能满足处理二次资源物料处理时经济性生态性高效性综合性等基本要求支撑技术。
综上所述,以废旧锂离子电池为对象进行资源化循环利用研究,并建设座年处理吨废旧锂离子电池及其相关废料示范基地对于缓解我国紧缺镍钴金属资源促进锂离子电池工业可持续发展以及相关有色金属循环支撑技术开发都具有重要意义。
该领域国内外技术现状专利等情况分析包括知识产权状况,国内外技术发展趋势国内外发展现状及技术水平与国外同类产品相比较自世纪年代以来,西方国家开始立法加强废旧电池管理回收与处理,至年月当时美国总统克林顿签署含汞电池和可充电电池管理法令止,主要发达国家已建立了较完善废旧电池管理体系。
国内废旧电池管理工作尚属于起步阶段,目前废旧镉镍氢镍及锂离子电池主要去向是城乡生活垃圾场,不但浪费了大量有价金属资源,而且严重污染环境。
对于普通干电池镍镉电池处理,日本韩国德国瑞典等曾采用火法冶金或真空蒸馏法建立了废旧干电池镍镉电池处理工厂,但由于废旧干电池无汞化使得日韩等建立年处理吨干电池工厂经济效益急剧下降,而德国等采用蒸馏法处理镍镉电池工厂则将除镉后残渣熔炼成镍铁,供给不锈钢厂。
国内中南大学曾于年与北京冶炼厂合作建成了干电池处理湿法冶金车间,但因故停产。
下面着重对锂离子电池循环利用技术进行归纳总结。
日本是锂离子电池诞生地和最大生产国之,也是对废旧锂离子电池资源利用研究最多国家之,但却未见有废旧锂离子电池处理工厂报道。
等提出了萃取法分离回收锂离子电池中新工艺,其主要工序包括破碎用机械将锂离子电池破碎后,除去外层塑料皮和金属外壳,并电芯上拆下正极材料主要由少量有机聚合物和石墨分构成浸取工艺。
等还研究了种不同浸取剂盐酸羟胺在不同条件下浸取动力学。
很明显,随着浸取萃取出来当时,锂开始慢慢被萃入有机相。
实验结果还表明相似值条件下,系统中,分离因子,表示两相中分配系数比系统高出个数量级。
通过分析之,经过萃取后水溶液中,浓度已经很低,只有而经过萃取后,浓度约为。
因此,相对于,是种性能更优越萃取剂。
钴回收萃取后有机相经过萃取剂回收后,水溶液中浓度比较高,可以通过电解法回收,也可以通过调节溶液值,将溶液中以沉淀形式沉积出来。
锂回收。
在时饱和溶解度为,时溶解度为。
萃取之后水相,按照定比例加入饱和碳酸钠溶液,加热浓缩至饱和,冷却至常温,可使大部分以晶体形式沉积出来。
其萃取回收工艺流程如图所示,该湿法流程具有钴锂分离彻底回收率较高产品纯度较好等优点,已成为当今废旧锂离子电池处理经典流程之。
去壳废锂离子电池还原浸取盐酸残渣浸取液溶剂萃取洗涤除锂洗钴萃取液萃余液结晶浓缩重结晶碳酸锂硫酸钴硫酸图萃取法回收废锂离子电池中钴锂工艺流程图金泳勋等则采用浮选法工艺进行了废锂离子电池回收利用研究,该工艺流程可分成电池粉碎分选工艺和回收处理工艺两部分。
首先用立式高速旋转粉碎机将废锂离子电池粉碎,然后用目筛子进行筛分,获得筛上产品和筛下产品。
筛上产品经风力摇床分选,获得轻产品和重产品。
筛下产品用目振动筛筛分,获得筛上产品和筛下产品。
按废锂离子电池给料产率为,计算各工艺流程产品产率,粉碎后产品产率,由目筛子风力摇床和振动筛处理得到以下三个产品用作隔板树脂材料产品产率为,铝箔铜箔或铝制金属壳碎片产品产率为,含锂钴氧化物颗粒和石墨混合粉末产品产率为。
最后将粉碎分选工艺得到黑色混合粉末在温度下热处理,使锂钴氧化物颗粒和石墨表面改性,随后在型浮选机中用浮选法分离锂钴氧化物和石墨。
浮选法工艺条件为捕收剂煤油用量,起泡剂用量,矿浆固体浓度,浮选时间,能有效分离锂钴氧化物石墨混合粉末,获得锂钴氧化物产品中锂钴氧化物,品位为以上,回收率为以上。
其工艺流程如图所示。
浮选法工艺流程相对比较简单,投资成本比较低,可以实现活性材料中箔箔和石墨粉末有效分离,锂钴氧化物回收率可达以上但是所获得产品为没有活性,需要进行进步处理。
图废锂离子电池粉碎分选浮选工艺流程图韩国也是锂离子电池生产大国,由于资源缺乏,对废旧锂离子电池资源利用极为重视,并提出了热解柠檬酸胶凝胶法处理废旧锂离子电池直接制备锂离子电池材料新工艺,但该法试剂成本高钴回收率不高。
柠檬酸溶胶凝胶法工艺如图所示。
首先将废旧锂离子电池破碎筛分浮选工艺后,获得纯度大于废旧正极材料以硝酸作为浸取剂,将转移成离子态除杂后加入柠檬酸等调节混合物配比,经过蒸发干燥做成凝胶,最后在高温下加热焙烧即可获得具有活性电池正极材料锂钴氧。
该工艺流程具有以下特点通过煤油浮选工艺,获得比较纯废旧,减少后期处理杂质干扰。
用柠檬酸溶胶凝胶法直接合成正极材料,简化了流程,且产品经济价值高。
可以根据产品需要,向浸出液中适当添加金
