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深度解析!废旧锂电池回收处理技术--1

 

    由于废旧电池中仍残留部分电量,所以预处理过程包括深度放电 过程、破碎、物理分选; 二次处理的目的在于实现正负极活性材料与基底 的完全分离,常用热处理法、有机溶剂溶解法、碱液溶解法以及电解法 等来实现二者的完全分离;按提取工艺分类,电池的回收方法主要可分 为:干法回收、湿法回收和生物回收 3 大类技术。

1.干法回收:是指不通过溶液等媒介,直接实现材料或有价金属的回收。 其中,主要使用的方法有物理分选法和高温热解法。

1)物理分选法:物理分选法是指将电池拆解分离,对电极活性物、集流体和电池外 壳等电池组分经破碎、过筛、磁选分离、精细粉碎和分类,从而得到有价值的高含量的物质;提出的一种利用硫酸和过氧化氢从锂离子电池废液中回收 Li、Co 的方法中,包括物理分离含金属颗粒和化学浸出 2 个过程;其中物理分离过程包括破碎、筛分、磁选、细碎和分类。实验利用一组旋转和固定叶片的破碎机进行破碎,利用不同孔径的筛子分类破碎物料,并利用磁力分离,做进一步处理,为后续化学浸出过程做准备。

*研发的研磨技术和水浸除工艺的基础上,开发一种利用机械化学方法从锂硫电池废料中回收钴和锂的新方法。该方法利用行星式球磨机在空气中共同研磨钴酸锂(LiCoO2)与聚氯乙烯(PVC),以机械化学地方式 形成 Co 和氯化锂(LiCl);随后,将研磨产物分散在水中以萃取氯化物。,研磨促进了机械化学反应。随着研磨的进行,Co 和 Li 的提取收率都得 到提高。30min 的研磨使得回收了超过 90%的 Co 和近 100%的锂。同时PVC 样品中约90%的氯已经转化为无机氯化物。

*物理分选法的操作较简单,但是不易完全分离锂离子电池,并且在筛分和磁选时,容易存在机械夹带损失,难以实现金属的完全分离回收。

2)高温热解法:是指将经过物理破碎等初步分离处理的锂电池材料,进行高温培烧分解,将有机粘合剂去除,从而分离锂电池的组成材料;同时还可以使锂电池中金属及其化合物氧化还原并分解,以蒸汽形式挥发,后再用冷凝等方法收集。

*利用废旧锂离子电池制备 LiCoO2时,采用高温热解法。Lee 等首先将 LIB样品在马弗炉中100~150℃的环境下热处理1h;其次将经热处理的电池切碎以释放电极材料;样品用专为该研究设计的高速粉碎机进行拆解,按照大小分类,大小范围为 1~50mm。然后,在炉中 进行 2 步热处理,第一次在 100~500℃下热处理 30min,第二次在300~500℃下热处理 1h,通过振动筛选将电极材料从集流体中释放出来;接下来通过在500~900℃的温度下烧 0.5~2h,烧掉碳和粘合剂,获得阴极活性材料 LiCoO2;实验表明,碳和粘合剂在 800℃ 时被烧掉。

*高温热解法处理技术工艺简单,操作方便,在高温环境下反应速度快,效率高,能够有效去除粘合剂;并且该方法对原料的组分要求不高,比较适合处理大量或较复杂的电池;但是该方法对设备要求较高;在处理 过程中,电池的有机物分解会产生有害气体,对环境不友好,需要增加净化回收设备,吸收净化有害气体,防止产生二次污染,因此该方法的处理成本较高。

2、因废旧电池回收废水中含硫酸盐物料(镍钴锰硫酸盐)品种繁多,目前各类废旧电池种类众多,主要有锂离子电池、镍氢电池和镍镉电池。废旧电池回收废水水质复杂,处理难度大。

 

发布时间:2024/8/22 0:43:31 查看:84次

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