4.生物回收:利用无机酸和嗜酸氧化亚铁硫杆菌从废旧锂离子电池中浸出金属, 并利用 S 和亚铁离子(Fe2+),在浸出介质中生成 H2SO4、Fe3+等代谢产物;这些代谢物帮助溶解废电池中的金属;研究发现钴的生物溶解速度比锂快,随着溶解过程的进行,铁离子与残余物中的金属发生反应而沉淀,导致溶液中的亚铁离子浓度减少,并随着废物样品中金属浓度增加,细胞的生长被阻止,溶解速率变慢;此外较高的固/液比也影响金属溶解的速率;利用嗜酸氧化亚铁硫杆菌生物浸出废旧锂离子电池中 的金属钴,该研究以铜作为催化剂,分析铜离子对嗜酸氧化亚铁硫杆菌 对LiCoO2生物浸出的影响;结果表明几乎所有的钴(99.9%)在 Cu 离子浓度为 0.75g/L 时,生物浸出 6 天后进入溶液,而在没有铜离子的情况下,经过10天的反应时间,仅43.1%的钴溶解;在铜离子存在的情况下,废锂离子电池的钴溶解效率提高。此外还研究了催化机理, 解释了铜离子对钴的溶解作用,其中LiCoO2与铜离子发生阳离子交换反应,在样品表面形成钴酸铜(CuCo2O4),易被铁离子溶解;生物浸出法的成本低,回收效率高,污染和消耗少,对环境的影响也较小,并且微生物可以重复利用;但高效微生物菌类培养难,处理周期长,浸出条件的控制等是该方法需要的几大难题。
5.联合回收法:废旧锂电池回收工艺各有优劣,目前已经有联合并优化多种工艺的回收方法研究,以充分发挥将各种回收方法的优势,实现经济利益最大化。
6.深度处理主要包括浸出和分离提纯2个过程:提取出有价值的金属材料:锂电池的回收利用,我国现在还处在研究阶段,其主要方法非为干法是湿法;湿法是将电池中的Li、Co、等元素转化到溶液中,在从溶液中将所需要的元素分离出来;而干法直接从废旧的锂电池里回收有用物质;下面对这些方法进行介绍。
1).物理分选-化学浸出法
(1)将废旧电池放电剥离外壳简单破碎筛选后得到电极材料,或者简单破碎后焙烧去除有机物获得电极材料。
(2)将第一步获得的材料进行溶解浸出使电极中的各种金属进入溶液中其中钴和镍分别以Co2+,Ni2+形式存在浸出分一步溶解法和两步溶解法:一步溶解法直接采用酸浸出,将所有金属溶于酸中,然后采用不同的方法分离净化回收;两步法是用碱浸出铝并回收,后用酸浸出剩余金属氧化物,其后处理与第一步法类似。
(3)对溶解后溶液(浸出液)中金属元素进行分离回收或将该溶液合成正极材料。 |