鉅大LARGE | 點擊量:3797次 | 2020年10月13日
磷酸鐵鋰離子電池有什么回收方法?
磷酸鐵鋰離子電池使用時間約為2-3年,廢舊磷酸鐵鋰離子電池中含有27%的鈷酸鋰。而鈷元素由于特殊的物理和化學性質(zhì)被廣泛應(yīng)用在工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域,是重要的國際型戰(zhàn)略物資;銅鋁物質(zhì)在磷酸鐵鋰離子電池中的占比為10%,廢舊磷酸鐵鋰離子電池的回收利用對資源和經(jīng)濟等方面的影響十分明顯。廢舊磷酸鐵鋰離子電池的回收方法有物理法、化學法和生物法三大類。
磷酸鐵鋰離子電池
物理法
由于磷酸鐵鋰離子電池內(nèi)各組分在物理性質(zhì)方面有所不同,對其進行高溫焚燒、溶劑溶解、破碎篩分等不同方式的分離,在分離期間會有化學變化發(fā)生。
1、火法
對廢舊磷酸鐵鋰離子電池的粘結(jié)物質(zhì)進行高溫焚燒,粘結(jié)物質(zhì)在較高的溫度條件下會發(fā)生分解以達到去除的目的,使廢舊電池間各組分得到分離,而在高溫焚燒過程中電池內(nèi)容所包含的金屬及其化合物也會發(fā)生化學反應(yīng)出現(xiàn)各種化合物,對這些高溫煙(粉)塵冷凝處理并收集。
索尼公司的研究中就是先高溫焚燒廢舊電池,使鐵和銅等分離出來,再對剩余部分加熱用酸浸泡,過濾后用有機溶劑萃取出鈷等。
2、機械分選法
拆除廢舊磷酸鐵鋰離子電池,根據(jù)廢舊磷酸鐵鋰離子電池各組分的密度、比熱、磁性等差異的差異對其進行分選。將機械分離與濕法相結(jié)合對廢舊磷酸鐵鋰離子電池進行處理,首先拆除廢舊磷酸鐵鋰離子電池使塑料外殼、金屬等分離出,根據(jù)金屬的磁性將鐵篩分出,對剩下部分進行酸處理,過濾后對浸出液濕法回收。
3、有機溶劑法
磷酸鐵鋰離子電池基于相似相溶的原理,電池粘結(jié)劑聚偏氟乙烯溶于有機溶劑中,達到鈷酸鋰和鋁箱分離的目的,易于直接回收鋁箱,并且在后期回收鈷時排除了干擾,該方法建議方便,回收率較高。
化學法
通常用強酸、強堿等強氧化性試劑將廢舊磷酸鐵鋰離子電池中鈷、鋰、鋁等金屬離子浸出,并利用沉淀、萃取、鹽析等操作對鈷、鋰等金屬元素進行分離、提純。
1、沉淀法
根據(jù)廢舊磷酸鐵鋰離子電池中不同金屬化合物的金屬價態(tài)不同,經(jīng)沉淀從廢舊磷酸鐵鋰離子電池中得到高價態(tài)的鈷化合物。廢舊電池經(jīng)酸處理后的浸出液中含有離子形態(tài)的鈷、鋰,凈化除雜浸出液,可得到鈷、鋰沉淀物,該方法金屬回收率高。
2、鹽析法
對原溶液添加不發(fā)生化學反應(yīng)的鹽類,直至原溶液過飽和且能夠析出某些溶質(zhì),有價金屬能夠得到回收利用。
3、機械化學法
將電極材料與某些物質(zhì)進行研磨,該過程中會出現(xiàn)大量的熱能,而高溫反過來又使兩者發(fā)生系列化學反應(yīng),最終導致電池正極上的鈷酸鋰轉(zhuǎn)化成其他形式的化合物,常見的研磨料為PVC(聚氯乙烯)
生物法
利用微生物使廢舊磷酸鐵鋰離子電池中組分轉(zhuǎn)化成有溶解性的化合物,通過操作將目標金屬溶解出來形成溶液,使有用的組分得到有效的分離。
廢舊磷酸鐵鋰離子電池回收工藝多是幾種方法結(jié)合使用,但每種方法有各自的優(yōu)缺點。濕法工藝較完善且回收率較高,但工藝過程中消耗的強氧化性溶劑較多有二次污染的問題;干法工藝高溫焚燒廢舊磷酸鐵鋰離子電池過程中能耗較高、并對空氣質(zhì)量出現(xiàn)影響。
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