四、废旧锂电池提纯制备电池级碳酸工艺方法
4.1、 废旧锂电池回收提锂工艺方法

1）化学提锂工艺方法：电化学提理工艺方法是将磷酸铁锂等废旧锂电池置于无机水溶性盐溶液或有机电解液形成的电解池然后施加一定电压，在外部电荷作用下锂电池正极材料中的锂以锂离子形态迁移到电解池溶液中从而提取出锂元素的一种工艺方法。有学者采用电化学法实验使得锂的迁移率超过了90%；实验表明，电化学提理工艺过程中不使用酸、碱等，仅仅消耗一定的电能，因此具有污染排放小、绿色环保等优点。但这一工艺方法在将废旧电池加工成电极材料的时候会产生一定的能源消耗，同时存在生产效率不高、需要消耗价格偏贵的阳离子交换耗材等缺点。

2） 干法冶金提锂工艺方法：干法冶金提锂工艺方法又叫火法冶金提锂，是将废旧锂电池放在高温焚烧炉中，通过高温燃烧去除锂电池中电极材料的粘结剂，同时使电池中的金属及其化合物发生氧化还原反应形成炉渣，经冷却凝固形成含锂的低沸点炉渣，对炉渣进行筛分、热解、磁选或化学处理等工作后提取出其中的锂金属元素。干法冶金提锂工艺方法简单，操作方便，适合大多数废旧锂电池的回收，但在高温焚烧时容易产生废气，对环境有一定污染，因此要做好废气净化处理以防止二次污染。

3） 酸浸湿冶金提锂工艺方法：酸浸湿冶金提锂工艺方法是利用化学溶剂溶解废旧锂电池正极材料，形成含锂化学溶液，然后对含锂化学溶液进行分离、浸出、提取其中的锂金属元素。目前使用的化学溶剂主要有马来酸、盐酸、苹果酸、亚氨基二乙酸等，也可使用碳酸铵、亚硫酸铵、氨混合液以及碳酸钠配合超声波混合提锂。酸浸湿冶金提锂是比较成熟的适合工业化规模生产的一种工艺方法，这种工艺方法有时也和干法冶金提锂工艺同时使用，以提高生产效率和锂收率。

4、 生物代谢提锂工艺方法：生物代谢提锂工艺方法是利用微生物对废旧锂电池中的锂、钴等金属元素进行代谢反应衍生出含锂代谢产物，然后再从含锂代谢产物浸出锂等金属元素。使用生物代谢提锂工艺需要首先培养出代谢微生物菌，目前培养的代谢微生物菌主要有铁氧化菌、硫氧化菌、硫 + 嗜酸氧化硫硫杆菌、黄铁矿 + 嗜铁钩端螺旋菌等。生物代谢提锂工艺是一种新型提锂工艺方法，不需要高温焙烧或化学反应等工艺流程，因此减少了对环境的污染，但该工艺技术目前还不够成熟稳定，需要做进一步的优化研究。

5、 破碎悬浮分离提锂工艺方法：破碎悬浮分离提锂工艺方法是先将锂电池破碎，分选出其中的含锂电极材料，再进行高温加热处理去除电极材料上的粘结剂、导电剂、溶剂等物质，分选出磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂或石墨等电极材料，然后利用这些材料表面亲水性不同的物理化学特性，加水进行悬浮分离提取得到锂化合物。

4.2、废旧锂电池提纯制备电池级碳酸锂工艺方法：废旧锂电池正极材料以磷酸铁锂、钴酸锂等为主，为制备电池级碳酸锂：首先将废旧锂电池完全放电；其次剥离出磷酸铁锂正极电芯片作为原材料，采用盐酸 + 双氧水体系或硝酸 + 双氧水体系进行浸取得到锂离子溶液；再次向锂离子溶液中加入饱和碳酸钠反应生成碳酸锂，此时的碳酸锂杂质较多；最后经过氯化钙转型处理后用 2-乙基己基磷酸酯做萃取剂除去铁、磷等杂质，得到高纯度锂溶液，再用碳酸锂或纯碱做沉锂处理，经过多次循环提纯制得电池级碳酸锂。工艺流程如图 3 所示。

1）在提纯碳酸锂时需要控制好以下几个工艺参数：一是浸取剂，不同浸取剂回收效果不同，要合理选用；二是浸取时间，在一定时间内随着浸取时间的延长锂的浸出量增多，但超过一定时间锂的浸出量会有所下降；三是浸取温度，在一定温度限度下随温度升高锂的浸出量增多，但超过一定温度限度锂的浸出量开始下降；四是液固比，较大的液固比情况下锂的浸出量明显增多，但随着液固比的减小，锂的浸出量也逐渐减少，因此需要将液固比保持在一定范围。

2）电池级碳酸锂可以从盐湖卤水、锂矿石、废旧锂电池等提锂后制备。盐湖卤水碳化和沉淀提锂工艺相对简单、成本较低，在工业生产中已经普遍使用，通过离子交换吸附、电渗析等工艺循环处理可以制得纯度达标的电池级碳酸锂。采用硫酸浸出和氯化焙烧提纯锂矿石制备电池级碳酸锂工艺方法已经较为成熟，但在生产成本、锂的收率等方面仍然有进一步研究价值。

3）采用氢化、沉淀、重结晶、电解和苛化等工艺处理可以提纯工业级碳酸锂制备电池级碳酸锂，其中电解工艺要使用酸性电解液，需要解决腐蚀性问题。废旧锂电池回收提锂是一项资源再生利用、利于环境保护的可持续发展工程，具有良好的社会效益和经济效益，利用废旧锂电池提纯制备电池级碳酸锂工艺流程中需要控制好浸取剂、浸取时间、浸取温度和液固比等工艺参数。