成果简介:
近年来锂离子电池被广泛用于手机、平板电脑等便携式电子设备。由于电动汽车的普及,高能量密度、高功率输出的锂离子电池发展进入高潮。但是锂离子电池的使用寿命很短,未来其报废量将会井喷式增长。目前废旧锂离子电池已被归类为固体废弃物,其中易燃、有毒的元素或化合物会对环境造成严重影响。我国是电池材料中Ni、Co、Li等关键金属极度稀缺的国家。而废旧锂离子电池通常含有5~20%的Co、5~10%的Ni、5~7%的Li、5~10%的Cu、Al、Fe等,12~21%的碳,15%的有机物,7%的塑料,有价金属资源富集程度远远高于原矿。对这些金属资源进行回收利用,具有极大的经济价值。
目前,废旧锂离子电池回收技术包括火法、湿法和直接再生法。火法工艺主要有熔炼、热处理等,此方法回收率低,且能耗大、有害气体排放量大。直接再生法成本低、工艺简单、污染物排放低、产物价值高。但是对原料要求高且正极材料无法完全修复。湿法处理主要有酸浸和碱浸两种体系,酸浸体系因其效率更高而更受关注。该方法产生的废弃物较少、金属选择性好、回收效率高、产品纯度高。但无机酸浸出存在设备易腐蚀、酸性废水对环境危害大等问题。
本金属针对浸出过程中的酸污染、还原剂的安全性等问题,提出了“电场辅助混合有机酸浸出工艺”,减少了酸污染的同时利用电场和有机酸协同还原高价金属,Ni、Co、Mn和Li的浸出率分别达到99.82%、99.78%、99.77%和99.85%。同时,提出“浸出液硫化物选择沉淀工艺”,实现了浸出液中镍、钴、锰选择性沉淀分离,其的回收率分别为99.73%、100%、99.77%。该技术污染小、生产效率高,完善废了旧NCM正极湿法处理体系,满足环保及经济要求。
应用范围:湿法冶金、电池回收、金属硫化物的生产、电化学等领域
合作方式:技术开发、技术服务等
知识产权:/
主要完成人:方钊、李林波、杨凯、张雪峰等