磷酸铁锂离子电池有什么回收方法?

2020-10-13      3753 次浏览

磷酸铁锂离子电池使用时间约为2-3年,废旧磷酸铁锂离子电池中含有27%的钴酸锂。而钴元素由于特殊的物理和化学性质被广泛应用在工业、医疗等领域,是重要的国际型战略物资;铜铝物质在磷酸铁锂离子电池中的占比为10%,废旧磷酸铁锂离子电池的回收利用对资源和经济等方面的影响十分明显。废旧磷酸铁锂离子电池的回收方法有物理法、化学法和生物法三大类。


磷酸铁锂离子电池


物理法


由于磷酸铁锂离子电池内各组分在物理性质方面有所不同,对其进行高温焚烧、溶剂溶解、破碎筛分等不同方式的分离,在分离期间会有化学变化发生。


1、火法


对废旧磷酸铁锂离子电池的粘结物质进行高温焚烧,粘结物质在较高的温度条件下会发生分解以达到去除的目的,使废旧电池间各组分得到分离,而在高温焚烧过程中电池内容所包含的金属及其化合物也会发生化学反应出现各种化合物,对这些高温烟(粉)尘冷凝处理并收集。


索尼公司的研究中就是先高温焚烧废旧电池,使铁和铜等分离出来,再对剩余部分加热用酸浸泡,过滤后用有机溶剂萃取出钴等。


2、机械分选法


拆除废旧磷酸铁锂离子电池,根据废旧磷酸铁锂离子电池各组分的密度、比热、磁性等差异的差异对其进行分选。将机械分离与湿法相结合对废旧磷酸铁锂离子电池进行处理,首先拆除废旧磷酸铁锂离子电池使塑料外壳、金属等分离出,根据金属的磁性将铁筛分出,对剩下部分进行酸处理,过滤后对浸出液湿法回收。


3、有机溶剂法


磷酸铁锂离子电池基于相似相溶的原理,电池粘结剂聚偏氟乙烯溶于有机溶剂中,达到钴酸锂和铝箱分离的目的,易于直接回收铝箱,并且在后期回收钴时排除了干扰,该方法建议方便,回收率较高。


化学法


通常用强酸、强碱等强氧化性试剂将废旧磷酸铁锂离子电池中钴、锂、铝等金属离子浸出,并利用沉淀、萃取、盐析等操作对钴、锂等金属元素进行分离、提纯。


1、沉淀法


根据废旧磷酸铁锂离子电池中不同金属化合物的金属价态不同,经沉淀从废旧磷酸铁锂离子电池中得到高价态的钴化合物。废旧电池经酸处理后的浸出液中含有离子形态的钴、锂,净化除杂浸出液,可得到钴、锂沉淀物,该方法金属回收率高。


2、盐析法


对原溶液添加不发生化学反应的盐类,直至原溶液过饱和且能够析出某些溶质,有价金属能够得到回收利用。


3、机械化学法


将电极材料与某些物质进行研磨,该过程中会出现大量的热能,而高温反过来又使两者发生系列化学反应,最终导致电池正极上的钴酸锂转化成其他形式的化合物,常见的研磨料为PVC(聚氯乙烯)


生物法


利用微生物使废旧磷酸铁锂离子电池中组分转化成有溶解性的化合物,通过操作将目标金属溶解出来形成溶液,使有用的组分得到有效的分离。


废旧磷酸铁锂离子电池回收工艺多是几种方法结合使用,但每种方法有各自的优缺点。湿法工艺较完善且回收率较高,但工艺过程中消耗的强氧化性溶剂较多有二次污染的问题;干法工艺高温焚烧废旧磷酸铁锂离子电池过程中能耗较高、并对空气质量出现影响。


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