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效益。废旧锂离子电池的回收工艺由早期的火法还原熔炼到如今的还原热解门,从近年来各种酸法联合 回收[8到目前的碱法联合回收,已经实现由火法回收向湿法回收的转变o,。K.bhuntumkomol等人研究了 镍氧化物在硫酸和氨溶液中的浸出行为,发现镍氧化物在两者中的浸出效果基本相同,但酸浸完成后需要 额外的工序实现镍钴锰的沉淀分离山。Wang等人实验后发现Ni、Mn和Co的沉淀过程在pH分别为2、1 和3时开始,在pH为8、12和10时结束,酸法回收需要加入大量的碱液实现镍钴锰等有价元素与锂金属 的分离2I。此外,根据Ni、Mn和C0的电势-pH相图,沉淀的pH范围相互重叠,导致有价金属分离不彻 底。在氨浸过程中,一方面无需加入大量的碱液来调整pH,另一方面由于在浸出过程中由于不同金属与氨 根离子络合能力不同,可以实现M和A1的优先分离,减少了后续的分离步骤 氨浸在一定程度上 具有更明显的优势。 酸法和火法对废旧锂离子电池的处理效率低,流程复杂,成本高, 回败的经济和环境效益较低。碱法对 不同金属的选择性提取提高了回收的效率,使得短流程地回收废旧锂离子电池中的有价金属成为可能。当 下碱法回收锂离子电池已然成为一个研究热点,本文对目前碱浸回收废旧锂离子电池的方法进行了详细的 总结。 2.碱性浸出方法介绍 2.1氢氧化钠预处理碱浸体系 碱浸法处理正极材料回收A1是早期碱法回收处理的重要尝试,由于正极活性物质不与NaOH反应,而 A!作为两性物质可以溶于强碱,故从电极上分离回收A!是可行的。谭群英等人采用二级碱浸处理废旧锂离 子电池正极极片。第一级碱浸不加入新的NaQH只加入第二级浸出返回的浸出液和加入电极原料,保持液 固比为(3~4):1,搅拌速度为150rmin,温度80℃, 调节浸出液沉积铝。第二级碱浸,加入化学计量比1.2:1 的NOH溶液和第一级碱浸渣,搅速度和温度不变。实验研究了加料方式,一、二级碱分配比,二级碱浓 度,浸出时间以及外界温度对铅浸出率的影响。结果表明,先加碱后加原料,加料速度为4gL,保持一二 级碱分配为40%和60%碱浓度为15%,反应时间为2h,外界温度为95℃时,铝的浸出率最高131。 但仅从电极材料上回收A!远远无法实现收益最大化,目前碱浸法通常以NaOH除A!作为一种预处理 方法,先实现A的回收,防止A对后续金属回收步骤造成影响。张永禄等人采取循环碱浸-降温结晶氢氧 化铝的工艺对正极材料进行处理。正极材料从废旧电池分离出后,将正极材料加入200gL的NaOH溶液, 保持液固比为7:1,温度为90℃,浸出时间为2h。浸出过滤后,滤渣可经进一步处理回收有价金属,滤液 则降温结晶回收AI(OH3,结晶所得一部分用于回收,另一部分用作下一步的结晶晶种,NOH溶液则返回 至碱浸阶段,实现碱液的循环利用。结果表明,废旧锂离子电池经循环碱浸后,铝的浸出率达90.98%,渣 中平均铝含量为0.78%,母液含铝22.08g/L14。 随着正极材料除铝技术的逐渐发展,一些新型除铝技术,如选择浸出法、有机溶剂分离法、电解除铝法、2 效益[5]。废旧锂离子电池的回收工艺由早期的火法还原熔炼[6]到如今的还原热解[7],从近年来各种酸法联合 回收[8]到目前的碱法联合回收[9],已经实现由火法回收向湿法回收的转变[10]。K.bhuntumkomol 等人研究了 镍氧化物在硫酸和氨溶液中的浸出行为,发现镍氧化物在两者中的浸出效果基本相同,但酸浸完成后需要 额外的工序实现镍钴锰的沉淀分离[11]。Wang 等人实验后发现 Ni、Mn 和 Co 的沉淀过程在 pH 分别为 2、1 和 3 时开始,在 pH 为 8、12 和 10 时结束,酸法回收需要加入大量的碱液实现镍钴锰等有价元素与锂金属 的分离[12]。此外,根据 Ni、Mn 和 Co 的电势-pH 相图,沉淀的 pH 范围相互重叠,导致有价金属分离不彻 底。在氨浸过程中,一方面无需加入大量的碱液来调整 pH,另一方面由于在浸出过程中由于不同金属与氨 根离子络合能力不同,可以实现 Mn 和 Al 的优先分离,减少了后续的分离步骤。因此,氨浸在一定程度上 具有更明显的优势。 酸法和火法对废旧锂离子电池的处理效率低,流程复杂,成本高,回收的经济和环境效益较低。碱法对 不同金属的选择性提取提高了回收的效率,使得短流程地回收废旧锂离子电池中的有价金属成为可能。当 下碱法回收锂离子电池已然成为一个研究热点,本文对目前碱浸回收废旧锂离子电池的方法进行了详细的 总结。 2.碱性浸出方法介绍 2.1 氢氧化钠预处理碱浸体系 碱浸法处理正极材料回收 Al 是早期碱法回收处理的重要尝试,由于正极活性物质不与 NaOH 反应,而 Al 作为两性物质可以溶于强碱,故从电极上分离回收 Al 是可行的。谭群英等人采用二级碱浸处理废旧锂离 子电池正极极片。第一级碱浸不加入新的 NaOH 只加入第二级浸出返回的浸出液和加入电极原料,保持液 固比为(3~4):1,搅拌速度为 150 r/min,温度 80 oC,调节浸出液沉积铝。第二级碱浸,加入化学计量比 1.2:1 的 NaOH 溶液和第一级碱浸渣,搅拌速度和温度不变。实验研究了加料方式,一、二级碱分配比,二级碱浓 度,浸出时间以及外界温度对铝浸出率的影响。结果表明,先加碱后加原料,加料速度为 4 g/L,保持一二 级碱分配为 40%和 60%,碱浓度为 15%,反应时间为 2 h,外界温度为 95 oC 时,铝的浸出率最高[13]。 但仅从电极材料上回收 Al 远远无法实现收益最大化,目前碱浸法通常以 NaOH 除 Al 作为一种预处理 方法,先实现 Al 的回收,防止 Al 对后续金属回收步骤造成影响。张永禄等人采取循环碱浸-降温结晶氢氧 化铝的工艺对正极材料进行处理。正极材料从废旧电池分离出后,将正极材料加入 200 g/L 的 NaOH 溶液, 保持液固比为 7:1,温度为 90 o C,浸出时间为 2 h。浸出过滤后,滤渣可经进一步处理回收有价金属,滤液 则降温结晶回收 Al(OH)3,结晶所得一部分用于回收,另一部分用作下一步的结晶晶种,NaOH 溶液则返回 至碱浸阶段,实现碱液的循环利用。结果表明,废旧锂离子电池经循环碱浸后,铝的浸出率达 90.98%,渣 中平均铝含量为 0.78%,母液含铝 22.08 g/L[14]。 随着正极材料除铝技术的逐渐发展,一些新型除铝技术,如选择浸出法、有机溶剂分离法、电解除铝法、 录用稿件,非最终出版稿
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