Какая польза от переработки литиевых батарей?

В связи со все более широким применением литий-ионных аккумуляторов извлечение ценных металлов в литий-ионные аккумуляторы, уменьшение загрязнения окружающей среды и уменьшение нехватки ресурсов имеют большое социальное и экономическое значение.

Отработанные батареи содержат большое количество тяжелых металлов и растворов электролитов, таких как отработанная кислота и сода. Если выбрасывать по желанию, тяжелые металлы, выделяющиеся из отработанных батарей, вызовут загрязнение рек, рек, озер и морей, косвенно угрожая здоровью человека. Таким образом, переработка и утилизация отработанных аккумуляторов связана не только с источниками загрязнения, но и с переработкой и повторным использованием ресурсов.

В настоящее время элементы питания - это в основном никель-металлогидридные батареи и литиевые батареи. В гибридных батареях в настоящее время используются никель-металлогидридные материалы. Однако, поскольку некоторые технические характеристики никель-металлогидридных батарей уже близки к теоретическому пределу, они не рассматриваются как направление будущего развития. В общем, литий-ионные аккумуляторы широко известны своим высоким рабочим напряжением, небольшими размерами, отсутствием эффекта памяти, малым саморазрядом и длительным сроком службы. Отработанные ионно-литиевые батареи обычно содержат от 5% до 15% кобальта, от 2% до 7% лития и от 0,5% до 2% никеля, и их ценность вторичной переработки относительно высока. Литий-ионные батареи также содержат токсичные вещества, такие как гексафторфосфат лития, которые могут вызвать серьезное загрязнение окружающей среды и экосистемы. Тяжелые металлы, такие как кобальт, марганец и медь, также могут быть вредными для человека из-за накопления биологических цепей. В связи со все более широким применением литий-ионных аккумуляторов извлечение ценных металлов в литий-ионные аккумуляторы, уменьшение загрязнения окружающей среды и уменьшение нехватки ресурсов имеют большое социальное и экономическое значение.

1 Ценная технология восстановления металлов из использованных литий-ионных батарей

1.1 Сухая технология

Сухой метод заключается в сокращении обжига литий-ионных аккумуляторов с целью отделения кобальта и алюминия, выщелачивания и отделения кобальта и ацетиленовой сажи.

Японские Sony Corporation и Sumitomo Metal Mine Co., Ltd. сотрудничали в изучении технологии извлечения кобальта из использованных литий-ионных вторичных батарей. Процесс заключался в том, чтобы сначала сжечь батареи, затем просеять железо и медь, а затем нагреть остаточный порошок и растворить его в кислоте. Оксид кобальта может быть предложен с экстракцией органическим растворителем [2] И ...

Curl KyoungLee и др. [3] Отработанная литий-ионная батарея сначала ломается, а затем нагревается, чтобы превратить горючий материал в газ, оставляя LiCoO2. В ванне с постоянной температурой добавляют азотную кислоту и перекись водорода для растворения LiCoO2, в результате чего скорость выщелачивания Co и Li достигает 85%.

Сухой процесс относительно прост, но потребление энергии велико, а сгорание раствора электролита и других компонентов электрода может вызвать загрязнение атмосферы.

1.2 Мокрая технология

Влажный метод заключается в использовании раствора неорганической кислоты для выщелачивания каждого ценного компонента из отработанной батареи и последующей его утилизации определенным образом.

Выщелачивание литий-ионных вторичных батарей соляной кислотой при 80 ° C имеет скорость выщелачивания более 99% для Co и Li с последующей экстракцией Co с помощью PC-288A (2-этилгексофосфат-моно-2-этилгексиловый эфир), кобальт был восстанавливается в виде сульфата кобальта после обратной экстракции. Затем добавляют раствор карбоната натрия, чтобы образовался осадок карбоната лития, степень извлечения близка к 80%.

Кудо Мистико и др. [5] Выщелачивание положительных отходов литий-ионных аккумуляторов кислотой, добавление амфотерного металла к выщелачивающему раствору, получение Co2 + Co, а затем удаление амфотерного металла с получением металла Co.

Wangxiaofeng 6] Материал электрода сначала растворяют в разбавленной соляной кислоте, затем устанавливают pH = 4, селективно осаждают гидроксид алюминия, а затем доводят pH примерно до 10, так что кобальт и никель образуют аммиачные комплексы, и затем O2 в Co2 +, окисление Ni2 +. Раствор пропускается через ионообменную смолу, и Co и Ni осаждаются оксалатом.

Wufang [7] Материал батареи, растворенный в щелочи, используется для предварительного удаления примерно 90% алюминия, а затем используется система H2SO4 + H2O2 для выщелачивания фильтрующего шлака. Выщелоченный фильтр содержит примеси, такие как Fe2 +, Ca2 + и Mn2 +. Смесь кобальта и лития экстрагировали растворителем P204, а затем кобальт и литий разделяли экстракцией растворителем P507. Сульфат кобальта получали после обратной экстракции, а карбонат лития выделяли осаждением. Степень первичного извлечения лития составила 76,5%.

Энергопотребление мокрого процесса также велико, технологический поток длительный, требования к оборудованию высоки, стоимость высока, а коэффициент извлечения ресурсов низок.

1.3 Ионный экранирование литий-ионных аккумуляторов

В 2003 году Уханьский технологический университет изобрел новый метод отделения и извлечения лития из отработанных ионно-литиевых батарей с использованием сит с ионами лямбд-марганца O2 и в том же году получил патент на изобретение. Эти шаги: разложите батарею и удалите оболочку, погрузите сердечник батареи в соляную кислоту, чтобы полностью растворить ее; PH & GT системы регулирования; 10, после фильтрации для получения жидкости, содержащей ионы лития; Ионы лития, адсорбированные на ионном сите, селективно адсорбировались и отделялись ситом с ионами фосфат-Mn O2. Затем ион лития, адсорбированный на ионном сите, элюировали соляной кислотой, хлорид лития получали элюированием выпариванием и к элюенту добавляли Na2CO3. После нагревания и концентрирования был получен осадок карбоната лития [7] И ...

1.4 Процесс биологического выщелачивания

Так называемый процесс микробного выщелачивания - это использование микроорганизмов для преобразования полезных компонентов в системе в растворимые соединения и их избирательного растворения для получения металлосодержащих растворов, достижения отделения целевых компонентов от примесных компонентов и, в конечном итоге, извлечения полезных металлов [8 ] А также ...

По сравнению с традиционной технологией утилизации аккумуляторов, биовыщелачивание имеет преимущества, заключающиеся в меньших инвестициях в инфраструктуру, меньших эксплуатационных расходах и меньшем загрязнении окружающей среды. Однако это относительно новая тема, и необходимо решить множество проблем, таких как отбор и культивирование штаммов, контроль условий выщелачивания и механизм биологического выщелачивания металлов.

1.5 Другие возобновляемые технологии

Электрод из LiCoO2 может быть восстановлен до Co2 + с помощью технологии электрохимического восстановления, в то время как литий высвобождается из твердой структуры LiCoO2, что позволяет избежать введения других химических веществ и усложняет последующий процесс обработки [9] И ...

Д. -С. Ким и др. [10] В соответствии с механизмом «растворение-осаждение» было проведено исследование восстановления и разделения LiCoO2, и материал LiCoO2 был отремонтирован и отделен одновременно, и этот метод был прост.

2 Контрмеры и предложения по переработке отработанных литиевых батарей

2.1 Начните с производителей аккумуляторов для сортировки и переработки

Производители аккумуляторов должны маркировать аккумуляторы, содержащие опасные отходы, чтобы указать тип и содержание опасных веществ для целей переработки, в то время как производители должны постоянно улучшать процесс производства аккумуляторов и снижать содержание вредных компонентов, таких как тяжелые металлы, в аккумуляторах.

2.2 Усиленная пропаганда защиты окружающей среды и осведомленности

В настоящее время у людей недостаточно знаний о загрязнении отработанных аккумуляторов, и они еще не сформировали сознание защиты окружающей среды от сбора отработанных аккумуляторов. Хотя переработка использованных батарей привлекла внимание соответствующих ведомств в последние годы, выделены специальные единицы для переработки, но с небольшим эффектом. Следовательно, следует

Широкая пропаганда для повышения осведомленности людей о значении утилизации отработанных батарей, соответствующие группы и организации должны также проводить соответствующие практические действия, чтобы культивировать у людей чувство социальной ответственности за защиту окружающей среды и формировать благоприятную атмосферу защиты окружающей среды во всем обществе.

2.3 Совершенствование законов и правил и создание надежной системы управления

Для достижения продуктов с низким содержанием ртути и безртутных батарей Китай разработал стандарт «безртутных сухих батарей» для политики обращения с батареями, а соответствующие министерства выпустили «Положение об ограничении содержания ртути в батареях». Эти правила играют роль в контроле загрязнения окружающей среды отработанными батареями у источника. Соответствующие департаменты правительства должны также сформулировать административные меры и конкретные и осуществимые правила реализации, отвечающие национальным условиям Китая. Согласно законодательству производители и продавцы обязаны перерабатывать отходы своей продукции. В то же время в кратчайшие сроки создается звуковая система утилизации, чтобы создать различные удобные условия для утилизации использованных батарей.

2.4 Расширенные технические исследования и разработки

Нам необходимо расширить исследования по применению технологий переработки использованных батарей и разработать новые технологии, которые требуют небольших вложений, низкого уровня загрязнения и высокой эффективности очистки. В то же время контролируйте содержание вредных компонентов в источнике производства батарей, ускоряйте разработку экологически чистых аккумуляторных батарей и сокращайте количество отходов батарей.

В будущем технология использования отработанных литий-ионных аккумуляторов будет более комплексной и зрелой. Мы должны усилить экологическое управление отработанными батареями, чтобы технология очистки развивалась в направлении низкой стоимости и отсутствия вторичного загрязнения. В то же время мы будем разрабатывать новые типы экологичных и экологически чистых аккумуляторов, чтобы производство и переработка могли образовать благотворный круг, который действительно приносит пользу людям, безвреден для людей и безвреден для природы.

Страница содержит содержимое машинного перевода.