وفقا لإحصاءات عام 2000 استهلاك بطارية ليثيوم أيون في العالم 500 مليون نسمة، في عام 2015 وصلت إلى 7 مليارات دولار. ومنذ عمر البطارية ليثيوم أيون محدودة، وعدد كبير من بطاريات ليثيوم أيون قضى أيضا سوف تنتج الصين باسم مثال 2020 من الليثيوم التخلص منها أكثر من 25 مليار دولار، وبلغ مجموع وزنها أكثر من 500،000 طن بطاريات المواد ثلاثية، على سبيل المثال، القطب الموجب الذي يحتوي على كمية كبيرة من المعادن النبيلة، حيث الكوبالت 5-20٪، 5-12٪ نيكل، حسابات لمدة 7 إلى 10٪ المنغنيز، وهو ما يمثل الليثيوم لمدة 2-5٪ و 7٪ من البلاستيك، وأكثر من هذا المعدن هو معدن نادر الواردة، يجب إعادة تدويرها بشكل معقول. على سبيل المثال، الكوبالت كمورد استراتيجي، ويستخدم على نطاق واسع في مختلف المجالات، بالإضافة إلى بطاريات الليثيوم وسبائك درجة الحرارة العالية ، إلخ. يمكن الاستدلال على أن استرداد المعادن الثمينة ضخم.
A شحنات البطارية من البيانات كما هو موضح أدناه، وفقا للخدمة التجارية 3 سنوات و 5 سنوات التوقعات خدمة نقل الركاب، 2018 سوف تشهد طفرة سحبت بطارية ليثيوم السلطة. هذه البطاريات أسفل وقف تشغيل هناك نوعان من مسارات المتابعة النموذجية ، إما خطوة بخطوة أو إعادة تدوير المواد مباشرة.
طاقة البطارية إحصائيات الشحن
استخدام خطوة واحدة واسترداد المواد الخام
وقف تشغيل بطارية ليثيوم السلطة، واتخاذ استخدام القيادة على الطرق، ثم يتم إعادة تدوير المواد بعد استخدام النسق، إعادة تدوير المواد المباشر كميات صغيرة جدا، لا يوجد تاريخ ليتم التحقيق، ومراقبة سلامة فشلت بذلك.
السعي لتحقيق الكفاءة الاقتصادية هو القوة الدافعة والسلوك الاجتماعي. منطقيا، واستخدام القيادة، وبطارية يمكن استخدامها للحد من القيمة إلى أقل تكاليف الصيانة، واسترجاع المواد الخام القيام به، هو تعظيم القيمة للبطارية، ولكن الحقيقة هي، والبطارية في وقت مبكر الفقراء التتبع، والجودة، ونموذج متفاوتة. القيادة الاستفادة من البطارية الاولى من مخاطر عالية، عالية المخاطر استبعاد التكاليف، وبالتالي فإنه يمكن القول، في إعادة تدوير البطاريات في وقت مبكر، ومكان البطارية وجود احتمال كبير لاسترداد المواد الخام الرئيسية.
سلسلة نفايات صناعة إعادة تدوير البطاريات
2 مادة القطب الموجب قيمة الاستخراج المعدني الإيجابي
وقال بطارية الليثيوم الانتعاش الحالي السلطة، في الواقع، لا يعاد تدويرها بالكامل في جميع أنحاء مختلفة إعادة تدوير المواد نوع البطارية مادة القطب الموجب تضم أساسا: أكسيد الليثيوم والكوبالت، والليثيوم أكسيد المنغنيز والليثيوم الثلاثي، فوسفات ليثيوم الحديد.
بطارية تكلفة إيجابية المواد الكهربائي للخلية التي كتبها تكلفة أكثر من 1/3 المحتلة، أكثر حداثة والسلبية المواد الكربونية القطب مثل الغرافيت، كربيد السليكون وتيتانات الليثيوم Li4Ti5O12 أقل سلبية التطبيقات سي / C، وتيار البطارية لتقنية الانتعاش الأولية إنه إعادة تدوير المواد الكاثود البطارية.
أساليب إعادة تدوير النفايات هي الليثيوم الطرق البيولوجية الفيزيائية والكيميائية وثلاث فئات. وبالمقارنة مع الطرق الأخرى، بسبب المزايا منخفضة الخامات بالمحاليل المائية استهلاك الطاقة، عالية النقاء والكفاءة انتعاشها تعتبر مثالية طريقة إعادة التدوير.
2.1 القانون الفيزيائي
تستخدم الطريقة الفيزيائية عملية التفاعل الفيزيائي والكيميائي لمعالجة بطارية ليثيوم أيون ، وطرق المعالجة الفيزيائية الشائعة هي التعويم المكسور والطحن الميكانيكي.
1) طريقة التعويم المكسور
تعويم مكسورة باستخدام الاختلاف في الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمواد السطح هو وسيلة لفصل، أي، أولا لإكمال بطارية ليثيوم أيون سحق النفايات، وبعد الفرز، ومسحوق المواد الكهربائي التي تم الحصول عليها هو إزالة الموثق العضوي المعالج حراريا وأخيرا تعويم الفصل وفقا للاختلافات في hydrophilicity أكسيد الليثيوم الكوبالت وسطح الجرافيت ومسحوق المواد الكهربائي، وبالتالي استرداد مسحوق مركب الليثيوم والكوبالت بسيطة سحق عملية التعويم، وأكسيد الليثيوم الكوبالت يمكن فصلها بشكل فعال مع المواد الكربونية والليثيوم، ولكن الانتعاش عالية نسبيا من الكوبالت كسر نتيجة للمواد مختلفة كانت جميعها مختلطة، والفصل اللاحق والتعافي من النحاس والألمنيوم وشظايا قذيفة معدنية تسبب الصعوبات؛.، وكسر بسهولة لأن رد فعل LiPF6 بالكهرباء مع H2O لإنتاج HF تحتاج الغازات المتطايرة ، مثل التلوث البيئي ، إلى الانتباه إلى طريقة السحق.
2) طحن الميكانيكية
طريقة الطحن الميكانيكي هي طريقة تعمل فيها الطاقة الحرارية الناتجة عن التلميع الميكانيكي على تعزيز التفاعل بين مادة القطب والكشط ، وبالتالي تحويل مركب الليثيوم المستعبدين أصلاً إلى المجمع الحالي إلى الأملاح في مادة الإلكترود ، ويتم استرداد أنواع مختلفة من مواد مساعدة الطحن. يختلف المعدل إلى حد ما ، حيث يمكن تحقيق معدلات استرداد أعلى: استرداد 98٪ من الشحوم Co و 99٪ من Li ، والطحن الميكانيكي هو أيضًا طريقة فعالة لاستعادة الكوبالت والليثيوم من بطاريات lithium-ion المستعملة ، وهذه العملية بسيطة نسبيًا. ، ولكن متطلبات الأدوات عالية ، ومن السهل أن تتسبب في فقد الكوبالت واسترداد رقائق الألمنيوم.
2.2 الطريقة الكيميائية
الطريقة الكيميائية هي استخدام عملية التفاعل الكيميائي لبطاريات الليثيوم أيون ، وتنقسم عمومًا إلى طرق استخلاص المعادن من الفلزات الحرارية والمعدنية.
1) pystometallurgy
الألعاب النارية ، والمعروفة أيضًا باسم الحرق أو التعدين الجاف ، تزيل المواد العضوية في مواد الإلكترود عن طريق الترميد بدرجة حرارة عالية وفي الوقت نفسه تقوم بتكسير المعادن ومركباتها ، واستعادة المعادن منخفضة الغليان في شكل مكثف و مركبات منها، وذلك باستخدام غربال المعادن من الخبث، غاضبا، وسائل المغناطيسية أو الكيميائية، وما شابه ذلك لإعادة التدوير. المعدنية الحرارية أقل تطلبا على المواد من المكون، عملية أكثر تعقيدا مناسبة للبطارية على نطاق واسع، ولكن سوف تنتج بالتأكيد الاحتراق جزء من غاز العادم يلوث البيئة ، كما تتطلب المعالجة ذات درجة الحرارة العالية معدات عالية ، وفي الوقت نفسه ، تحتاج إلى زيادة معدات التنقية وإعادة التدوير ، وتكلفة العلاج أعلى.
2) مائي
يذوب الخامات بالمحاليل المائية بشكل انتقائي مع وكيل كيميائية مناسبة في بطارية ليثيوم أيون نفايات البطاريات مادة القطب الموجب، وطريقة عنصر المعدن في حل الرشح فصل. عملية بالسوائل أكثر مناسبة لإعادة تدوير النفايات الكيميائية التكوين بالنسبة للبطارية ليثيوم واحدة، يمكن أن يكون تستخدم وحدها أو يمكن أن تستخدم بالاشتراك مع المعدنية الحرارية، طلب منشأة، تكلفة تجهيز منخفضة، هو طريقة معالجة متطورة جدا مناسبة لإعادة التدوير على نطاق صغير يستخدم بطارية ليثيوم أيون.
2.3 الطرق البيولوجية
تجري حاليًا عملية استخلاص الكتلة الحيوية ، وهي تستخدم العمليات الأيضية للنباتات الميكروبية لتحقيق الانتقاء الانتقائي للعناصر المعدنية مثل الكوبالت والليثيوم.الطرق البيولوجية لها استهلاك منخفض للطاقة وتكلفة منخفضة ويمكن إعادة استخدامها بواسطة الكائنات الدقيقة ذات التلوث القليل. ومع ذلك ، فإن زراعة الفطريات الميكروبية تتطلب ظروفًا قاسية ، وفترة حضانة طويلة ، وكفاءة أقل في الغسل ، وتحتاج العملية إلى مزيد من التحسين.
2.4 إعادة تدوير الفوسفات الحديد اضطراب جزئي
في مختلف طاقة البطارية ليثيوم، الليثيوم الحديد الفوسفات المواد الكاثود مجانية فقط من المعادن الثمينة، ولكن تتكون أساسا من عناصر الألومنيوم، والليثيوم، والحديد والفوسفور والكربون. لهذا السبب، استعادت الشركات تحلل يثيوم فوسفات الحديد ليس متحمسا لإعادة تدوير بطارية ليثيوم فوسفات الحديد ، هناك عدد قليل من الدراسات المستهدفة.
عادة معالجة الفوسفات والحديد والليثيوم، البطارية بالكامل عن طريق سحق الميكانيكية، أو NMP استخدام قاعدة قوية، المذيبات العضوية القطبية عن حل وفصل الألومنيوم فيه، هو ما تبقى LiFePO4 بطارية المادية ومسحوق الكربون الخليط. ليتم إدخال هذا الخليط لي، الحديد ، P لضبط نسبة المولي من هذه العناصر الثلاثة في المواد، ومن ثم عن طريق الكرة طحن تحت جو خامل، لإعادة توليف والمواد LiFePO4 بطارية بعد درجة حرارة التكليس، مقارنة مع الحديد الليثيوم مادة الفوسفات الكاثود يتم تصنيعه لأول مرة، والسعة من المواد ، وانخفض الخصائص المسؤول عن تصريف. فشل ليثيوم الحديد الفوسفات المواد الكاثود الأكسدة والتحلل، يتعافى الليثيوم، والحديد، والفوسفور، ويتم استرداد الكربون وإعادة استخدام مسار الأسباب الكامنة.
الدراسة، وإن كانت صغيرة، كان دائما شخص ما للقيام بذلك. على سبيل المثال، وأتمنى للماكرو وسيم وهكذا وضعت طريقة استخدام حمض الفوسفوريك ليتش فشل النظام ليثيوم الحديد مادة الفوسفات الكاثود، من أجل تحقيق أفضل كفاءة عالية، وطريقة منخفضة التكلفة لانبعاثات النفايات إلى الصفر الليثيوم ، تأثير فصل الحديد ، استعادة شاملة من الليثيوم والحديد والفوسفور والكربون.
3 علم التخصيب هو حاليا تقنية التطبيق الرئيسية
وكما يتبين من خلال دراسة في الخارج لأيون عملية إعادة التدوير بطارية الليثيوم، وانخفاض الكيمياء الفيزيائية يتعافى الانتعاش بطارية ليثيوم أيون، الطرق الكيميائية عموما، ومجموعة واسعة من التطبيقات، وذلك ممكنا نسبيا، على الرغم من البيئة البيولوجية، ولكن المطلوب فترة طويلة جدا، في انتظار مزيد من الدراسة للدراسات عديدة على طريقة كيميائية أظهرت ما يلي: أ الخصائص المعدنية الحرارية واحدة ليست جيدة كما الكهروكيميائية من المواد المعاد تدويرها من قبل بالسوائل المتاحة، ولكن يتطلب الكثير من وكلاء من خلال انتعاش بالسوائل واحد غير مناسب التصنيع على نطاق واسع.
وعلى سبيل المقارنة، فإن عملية استخراج الفلزات الحالي الأداء العام جيد نسبيا لأسلوب فئة، الرشح الحمضي هو الجزء الأكثر أهمية. الغرض الرئيسي منه هو المادة الفعالة في المعالجة يتم نقلها لهذا المعدن الهدف في حل الرشح، لتسهيل فصل لاحق، وعملية الانتعاش من الأحماض التقليدية القوية غير العضوية (حمض الهيدروكلوريك، HNO3 وH2SO4) وقد استخدمت على نطاق واسع في عملية الترشيح. ومع ذلك، سيرافق عملية الترشيح من الغازات السامة مثل CL2، SO3 وNX الأخطار البيئية الأخرى. وهكذا في السنوات الأخيرة بدأ الباحثون إلى التركيز على دور الأحماض العضوية (الستريك، حمض الأكساليك، حمض الأسكوربيك، وغيرها) في عملية الترشيح. مقارنة مع حمض غير عضوي التقليدي، الرشح حمض عضوي في نفس الوقت تلبية كفاءة عالية يمكن أن تقلل من أزواج اثنين من البيئة التلوث الثانوي.
الخطوات الرئيسية لاستخراج الرطب نموذجي هي: المعالجة المسبقة → ترشيح الحمض → الرشح حل الرشح → الفصل واستخراج → هطول العناصر.
3.1 المعالجة المسبقة للخطوات الأساسية
بطارية ليثيوم مياه الصرف الصحي تفريغها في المياه المالحة، لإزالة التعبئة والتغليف البطارية، وإزالة المعادن داخل البطاريات الصلب التي تم الحصول عليها. بطاريات القطب السالب، القطب الموجب، فاصل، وتكوين بالكهرباء. وفي القطب السالب تعلق على السطح من رقائق النحاس، ورقائق الألومنيوم انضمت إلى القطب الموجب السطح، والغشاء هو البوليمر العضوي، بالكهرباء تعلق على سطح القطب الإيجابي والسلبي، حل كربونات العضوية من LiPF6.
3.2 عملية استخراج النض التقليدية
من خلية كاملة، وبعد المعالجة، والمواد الخام التي سيتم تجهيزها لتصبح مساحيق عمليات مختلفة، معالجة لاحقة اختلافات كبيرة نموذجي يعني خطوة استخراج الرطب على النحو التالي، من وثيقة '6'، ويشعر ..:
1) يضاف مسحوق LiCoO2 الكهربائي إلى محلول حامض الكبريتيك للحفاظ على نسبة محددة من الصلبة والسيولة ويتم تقليبها ميكانيكياً.
2) بعد غسيل بالموجات فوق الصوتية لمدة 60 دقيقة ، قم بإزالة المادة المتبقية وقياس تركيز كل معدن في العصارة.
3) ثم يضاف محلول بيكربونات الأمونيوم لتعديل قيمة PH للمادة المرتشحة ، وبعد وضعه وترشيحه ، أضف كمية صغيرة من محلول Na2S لإزالة النحاس.
4) استخدام نظام الكيروسين سلفوناتيد P507 لاستخراج الكوبالت وتجريده باستخدام H2SO4 للحصول على محلول كبريت الكوبالت عالي النقاء ؛
5) بعد محلول هيدروكسيد الصوديوم كانت ساخنة لدرجة الغليان والكوبالت، وأضيف حل الكوبالت الغنية إلى حل قاعدة، حتى حل الكوبالت لتوليد كمية كبيرة من راسب أزرق؛
6) ختم فم الكأس ، بعد الوقوف لمدة 5 دقائق ، يتحول الراسب الأزرق بالكامل إلى هيدروكسيد الصوديوم المرتجع الوردي والكوبالت.
تم إضافة 7) وجرفت عدة مرات الايثانول باعتباره مشتتة بعد أن تم تصفية الشيخوخة، وكعكة فلتر تم الحصول عليها بعد التجفيف في 105 ℃ مادة توضع في الفرن دثر والمكلس، للحصول على مسحوق أسود tricobalt رباعي أكسيد.
4 اتجاهات التكنولوجيا
يتم استرداد مفتاح في البطارية على المعدن النبيل، ومواد أخرى مثل بالكهرباء تجاهل غير مكلفة نسبيا، فاصل، وما إلى ذلك، لا يمكن استردادها البطارية كاملة منهجية.
كما تم الإبلاغ عن التكنولوجيا خارج النهج السائد، الذي ينطوي على التعافي من العناصر الأخرى في نهاية عام 2016، وتركز على تعزيز المنجزات العلمية والتكنولوجية من مركز جامعة تسينغهوا نشر على مجلة "الأسيتالديهيد حمض الخليك الكيميائية" رسالة تقول، فريقه ضعت "قوة سريع الليثيوم الإفراج والليثيوم والكوبالت تكنولوجيا إعادة التدوير القصير، بطارية ليثيوم يمكن استخراجها بكفاءة المعادن الثمينة، والنحاس، والانتعاش معدن الألمنيوم أكثر من 98٪، والكوبالت، والليثيوم استرداد المعادن أكثر من 95٪.
وعلاوة على ذلك، يقترح هناك نهج أكثر تكاملا، وارتفاع، طقم "حالة إعادة تدوير النفايات طاقة المركبة باستخدام بطارية ليثيوم أيون" المقترح الذي المقال، فكرة استخدام القوة أساليب مختلفة. التجهيز المشترك طريقة مثل: "العلاج الرطب + حريق حامض طريقة + معدن يترسب [أبوس استعادت الطريق، التي كتبها حمض الرشح المعادن الثمينة عملية الترشيح، وحامض تستخدم الأحماض غير العضوية القوية التقليدية في المقام الأول (حمض الهيدروكلوريك، H2SO4 وHNO3، وما إلى ذلك)، ولكن من الأحماض غير العضوية مثل المعدات الكبيرة التآكل ، على جسم الإنسان بشكل كبير، فمن المستحسن استخدام خصائص أكثر اعتدالا من الأحماض العضوية (بما في ذلك حمض الماليك وحمض الأكساليك وحمض الاسكوربيك) في مكان، بحيث لا فقط صديقة للبيئة، ولكن أيضا جزءا من الأحماض العضوية ذات خصائص الحد، يمكن أن تحل محل "وهو من الأحماض غير العضوية التقليدية + خفض نظام الوكيل.
5 ملخص
الليثيوم قوة نسبة إعادة تدوير البطاريات الحالية لا تزال منخفضة نسبيا. وفي التقرير الأخير لمعرفة نسبة الليثيوم قوة إعادة تدوير البطاريات في بلادنا حوالي 10٪ من المقارنة صناعة بطاريات الرصاص الحمضية، ونسبة الانتعاش في الصين من حوالي 30٪، في حين أن الولايات المتحدة لقد تجاوز الرقم 90٪ ، ويمكن القول أن "الاقتصاد الدائري" تم تسليمه ، وهناك مساحة سوق ضخمة.
ومع ذلك، فإن إعادة التدوير القوة الدافعة المباشر من البطاريات المستعملة، أو إذا المواد المعاد تدويرها خفض التكاليف بطارية لهذه الصناعة برمتها تلعب دورا مفيدا في تكلفة إعادة التدوير، يمكن أن المواد المعاد تدويرها على نحو سلس تدفق نفايات البطاريات من إعادة التدوير لحقا 'تريد مني أن أفعل 'الانتقال إلى' انا 'حتى في معرفة أن البيانات ليست كافية، لا يوجد أي القدرة على حساب هذه نقطة تحول معينة ظهرت على ما هو الثمن، إلا أن أقول أن الحقيقة هي هذا السبب.
