Wie recyceln Sie Lithiumbatterien?

Altbatterien enthalten eine große Menge an Schwermetallen und Elektrolytlösungen wie Abfallsäure und Alkaliabfällen. Schwermetalle, die aus gebrauchten Batterien freigesetzt werden, verursachen nach Belieben eine Verschmutzung von Gewässern wie Flüssen, Flüssen, Seen und Meeren, die indirekt die menschliche Gesundheit gefährden. Das Recycling und die Entsorgung von Altbatterien behandeln daher nicht nur die Verschmutzungsquelle, sondern realisieren auch das Recycling und die Wiederverwendung von Ressourcen.

Gegenwärtig liegt die Leistungsbatterie hauptsächlich in Form einer Nickel-Wasserstoff-Batterie und einer lithium-batterie vor. Hybridbatterien verwenden derzeit Nickel-Wasserstoff-Material. Einige technische Leistungen von Nickel-Wasserstoff-Batterien liegen jedoch nahe am theoretischen Grenzwert, sodass sie nicht als zukünftige Entwicklungsrichtung angesehen werden. Im Gegensatz dazu haben Lithium-Ionen-Batterien aufgrund ihrer hohen Arbeitsspannung, ihres geringen Volumens keinen Memory-Effekt, ihrer geringen Selbstentladung und der weithin anerkannten Vorteile einer langen Lebensdauer. Die Lithium-Ionen-Abfallbatterie enthält normalerweise Kobalt, das 5% ~ 15%, 2% ~ 7% Lithium, Nickel 0,5% ~ 2% und ihren relativ hohen Recyclingwert enthält. Lithium-Ionen-Batterie enthält sechs giftige Stoffe wie Lithiumfluoridphosphat, kann ernsthafte Umwelt- und Ökosystemverschmutzungen verursachen, Kobalt, Mangan, Kupfer und andere Metalle durch akkumulierende Wirkung auch durch die Nahrungskette schädigende Menschen, äußerst gefährlich. Zusammen mit der Anwendung von Lithium-Ionen-Batterien ist die Rückgewinnung wertvoller Metalle in Lithium-Ionen-Batterien, die Verringerung der Umweltverschmutzung, die Linderung von Problemen wie Ressourcenknappheit, die wichtige soziale und wirtschaftliche Bedeutung von Bedeutung.

1 Lithium-Ionen-Altbatterie mit wertvoller Metallrecycling-Technologie

1.1 Trockenverfahrenstechnik

Der Trockenprozess wird aus dem Lithium-Ionen-Batterie-Reduktions-Röstkobalt, Aluminium, der Kobalt-Auslaugungs-Trennung und Acetylenschwarz isoliert.

Japans SONY Corporation und Sumitomo Metal Mining Company, kooperative Forschung aus der Rückgewinnung von Kobalt und anderen Technologien aus Lithium-Ionen-Sekundärbatterien, verbrannten zunächst die Batterie und erhitzten nach dem Sieben auf Eisen und Kupfer das restliche Pulver erneut und waren in saurer, organischer Lösung löslich Lösungsmittelextraktion kann Kobaltoxid vorgeschlagen werden [2].

ChurlKyoungLee [3], wie zuerst die Altlithiumionenbatterie, dann die Wärmebehandlung, das brennbare Material zu einem Gas, wobei LiCoO2 zurückbleibt. Im Wasserbad mit konstanter Temperatur wird Salpetersäure, Wasserstoffperoxidlösung LiCoO2, hinzugefügt, um die Auslaugungsrate von zu erreichen Co und Li erreichen 85%.

Der Trockenprozess ist relativ einfach, aber der Energieverbrauch ist höher, andere Bestandteile und Elektroden in der Elektrolytlösungsverbrennung können leicht Luftverschmutzung verursachen.

1.2 Nass-Technologie

Die Nassmethode basiert auf einer anorganischen Säurelösung, die die wertvollen Komponenten aus den Altbatterien auslaugt und auf bestimmte Weise recycelt wird.

Das positive Elektrodenmaterial der Lithiumionen-Sekundärbatterie wurde mit Salzsäure bei 80 ° C ausgelaugt, und die Auslaugungsraten von Co und Li waren alle größer als 99%, und dann wurde Co mit PC-288A (2-Ethylhexylphosphorsäuremono-) extrahiert 2-Ethylhexylether). Nach dem Strippen wird das Kobalt in Form von Kobaltsulfat gewonnen. Ferner wurde eine Natriumcarbonatlösung zugegeben, um einen Lithiumcarbonatniederschlag zu bilden, und die Wiederfindungsrate lag nahe bei 80%.

KudoMistuhiko et al. [5] löschten den positiven Abfall der Lithiumionenbatterie mit Säure aus, fügten dem Sickerwasser ein amphoteres Metall hinzu, wandelten Co2 + in Co um und entfernten dann das amphotere Metall, um das Metall Co zu erhalten.

Xiaofeng Wang, [6] die ersten Elektrodenmaterialien, die in verdünnter Salzsäure gelöst sind, stellen dann pH = 4 ein, selektive Ausfällung von Aluminiumhydroxid, und stellen dann den pH auf etwa 10 ein, wobei die Kobalt-Nickel-Komplexe Ammoniak erzeugen und dann in die O2 zu Co2 + und Ni2 + Oxidation, und die Lösung durch Ionenaustauscherharz, Co und Ni mit Oxalsäuresalz fällt wieder aus.

Wu Fang [7] mit alkalilösenden Batteriematerialien, Entfernen von etwa 90% Aluminium im Voraus und anschließende Verwendung des Auslaugungsrückstands des H2SO4 + H2O2-Systems nach dem Auslaugen des Filtrats mit Fe2 + -, Ca2 + -, Mn2 + -Verunreinigungen, wie z. B. Lösungsmittelextraktion mit P204-Kobalt-Lithium-Gemisch, dann mit P507-Lösungsmittelextraktionstrennung von Kobalt, Lithium, Kobaltsulfat nach Rückextraktion, Extraktionsflüssigkeitsfällung, Recycling von Lithiumcarbonat, Lithium eine Ausbeute von 76,5%.

Der Energieverbrauch ist auch größer, der Nassprozess und der technologische Prozess sind lang, der Ausrüstungsbedarf hoch, die Kosten hoch und die Ressourcenrückgewinnungsrate niedrig.

1.3 Ionensiebverfahren und Behandlung von Lithiumionenbatterien

Im Jahr 2003 entwickelte die Wuhan University of Science and Technology eine Lambda-MnO2-Ionensieb-Trennung aus Lithium-Ionen-Altbatterien, bei der neue Lithium-Verfahren recycelt wurden, für die ein Patent zur Erfindung erteilt wurde. Für Schritt: Zerfall des Batteriegehäuses entfernen, Batteriekern eintauchen und vollständig in Salzsäure lösen; Regelsystem mit einem pH-Wert> 10, filtriert, um flüssiges Lithiumion zu erhalten; Bei der flüssigen Verarbeitung von Lambda-MnO2-Ionensiebmaterial wurde die Lithiumionen-selektive Adsorptionstrennung und dann die Verwendung von Salzsäure-Elution bei der Adsorption in den Lithiumionen in einem Ionensieb durchgeführt, wobei das Elutionsmittel Lithiumchlorid verdampft wurde, um das Elutionsmittel Na2CO3 zu verbinden, wobei die Heizkonzentration erreicht wurde nach der Lithiumcarbonatfällung [7].

1.4 Bioleaching-Prozess

Das sogenannte mikrobielle Auslaugungsverfahren ist eine Technik, bei der eine nützliche Komponente eines Systems von einem Mikroorganismus in eine lösliche Verbindung umgewandelt und selektiv gelöst wird, um eine metallhaltige Lösung zu erhalten, wodurch die Zielkomponente von der Verunreinigungskomponente getrennt wird und schließlich Gewinnung des Nutzmetalls [8].

Im Vergleich zur herkömmlichen Batterierecycling-Technologie hat die biologische Auswaschung weniger Infrastrukturinvestitionen, niedrige Betriebskosten, geringe Umweltverschmutzung usw. Dies ist jedoch ein relativ neues Thema. Es müssen viele Probleme gelöst werden, z. B. Artenauswahl und -anbau. Kontrolle der Auslaugungsbedingungen, Mechanismus der biologischen Auslaugung usw.

1.5 Andere Recyclingtechnologien

Die LiCoO2-Elektrode durch elektrochemische Reduktionstechnologie reduziert die Co3 + -Reduktion von Co2 +, Lithium, das gleichzeitig aus der festen LiCoO2-Struktur freigesetzt wird, vermeidet die Einführung anderer Chemikalien und führt zur anschließenden Behandlung von Komplikationen [9].

D.-S. Kim et al. [10] führten eine Untersuchung der LiCoO2-Reparaturtrennung auf der Grundlage des Mechanismus der "Auflösungsfällung" durch, reparierten und trennten gleichzeitig LiCoO2-Material, und die Verfahrensschritte waren einfach.

2 Gegenmaßnahme zum Recycling von lithiumbatterien und der Vorschlag

2.1 Beginnen Sie mit dem Batteriehersteller und sortieren und recyceln Sie gut

Batteriehersteller sollten gefährliche Abfälle enthalten. Batterien werden identifiziert, was darauf hindeutet, dass die Art und der Inhalt des Schadstoffs, um zu recyceln, gleichzeitig die Hersteller die Batterieproduktionstechnologie weiter verbessern und den Gehalt der schädlichen Inhaltsstoffe wie z Schwermetalle in der Batterie.

2.2 Propaganda intensivieren, Umweltschutz und Bewusstsein verbessern

Gegenwärtig ist das Verständnis der Menschen für die Verschmutzung durch Altbatterien unzureichend, und es hat kein Gefühl des Umweltschutzes für das bewusste Sammeln von Altbatterien geschaffen. Obwohl das Recycling gebrauchter Batterien in den letzten Jahren die Aufmerksamkeit der zuständigen Abteilungen auf sich gezogen hat, wurden festgelegte Festpunkteinheiten für das Recycling festgelegt, die Ergebnisse waren jedoch minimal. Daher sollten wir das Bewusstsein der Menschen für die Bedeutung des Recyclings und der Verwendung von Altbatterien energisch fördern und schärfen. Relevante Gruppenorganisationen sollten auch entsprechende praktische Aktivitäten durchführen, um das soziale Verantwortungsbewusstsein der Menschen zum Schutz der Umwelt zu fördern und ein gutes Umfeld für den Umweltschutz in der gesamten Gesellschaft zu schaffen.

2.3 Perfektionierung der Gesetze und Vorschriften, um ein perfektes Managementsystem zu etablieren

Für die Realisierung der Produkte von quecksilberarmen und quecksilberfreien Batterien hat die Batteriemanagementpolitik in unserem Land einen Standard für quecksilberfreie Batterien und damit verbundene Ministerien und Kommissionen aus den Beschränkungen des Quecksilbergehalts von Batterien festgelegt Quellcodeverwaltung. Relevante Regierungsstellen, um Managementmaßnahmen zu formulieren, die der Situation unseres Landes und den konkreten Umsetzungsregeln entsprechen, durch Gesetze, nach denen Hersteller und Verkäufer die Abfallprodukte recyceln müssen, und gleichzeitig das Recyclingsystem so schnell wie möglich einzurichten und zu verbessern Schaffung allerlei günstiger Bedingungen für das Recycling von Altbatterien.

2.4 Stärkung der Technologieforschung und -entwicklung

Es ist notwendig, die Forschung zur Anwendung der Altbatterie-Recyclingtechnologie zu verstärken und neue Technologien mit geringen Investitionen, weniger Umweltverschmutzung und hoher Behandlungseffizienz zu entwickeln. Gleichzeitig wird der Gehalt an schädlichen Komponenten von der Quelle der Batterieproduktion aus gesteuert, die Entwicklung umweltfreundlicher wiederaufladbarer Batterien beschleunigt und die Menge der weggeworfenen Batterien verringert.

In Zukunft wird die Forschung zur Ressourcentechnologie von Lithium-Ionen-Altbatterien umfassender und ausgereifter sein. Wir sollten das Umweltmanagement von Altbatterien stärken und die Verarbeitungstechnologie in Richtung niedriger Kosten und ohne Sekundärverschmutzung entwickeln. Gleichzeitig werden wir neue umweltfreundliche und umweltfreundliche Batterien entwickeln, damit Produktion und Recycling einen positiven Kreislauf bilden, der den Menschen wirklich zugute kommt und für Mensch und Natur harmlos ist.

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