आंकड़ों के अनुसार, 2000 में दुनिया की लिथियम आयन बैटरी की खपत के रूप में 500 करोड़ है, 2015 में पहुंचा 7 अरब। के बाद से लिथियम आयन बैटरी जीवन सीमित है, खर्च लिथियम आयन बैटरी की एक बड़ी संख्या भी उत्पादन करेगा। चीन उदाहरण 25 अरब से अधिक त्याग लिथियम, अधिक से अधिक 500,000 टन का कुल वजन के 2020। त्रिगुट सामग्री बैटरी, उदाहरण के लिए, एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड होता है जो एक महान धातु की एक बड़ी मात्रा में होता है, जिसमें 5 से 20% करने के लिए से कोबाल्ट, 5 से 12% तक नी, 7 10% मैंगनीज करने के लिए खातों, लिथियम 2-5% और प्लास्टिक के 7% के लिए लेखांकन, धातु के सबसे एक दुर्लभ निहित धातु है, यथोचित पुनर्नवीनीकरण किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, एक रणनीतिक संसाधन के रूप में कोबाल्ट, व्यापक रूप से विभिन्न क्षेत्रों में प्रयोग किया जाता है, लिथियम बैटरी और उच्च तापमान मिश्रों के अतिरिक्त, आदि। यह अनुमान लगाया जा सकता है कि कीमती धातु वसूली बहुत बड़ी है।
डेटा का एक बैटरी लदान के रूप में नीचे दिखाया गया है, वाणिज्यिक सेवा 3 साल, 5 साल के यात्री सेवा के अनुमानों के अनुसार, 2018 एक डिकमीशन शक्ति लिथियम बैटरी उछाल नीचे decommissioning का अनुभव होगा। ये बैटरियां दो प्रकार के विशिष्ट अनुवर्ती पथ हैं, या तो चरण-दर-चरण या प्रत्यक्ष सामग्री रीसाइक्लिंग।
पावर बैटरी शिपमेंट आंकड़े
1 कदम उपयोग और कच्चे माल की वसूली
लिथियम बैटरी, जो बिजली के उपयोग के लिए निष्क्रिय कर दी गई है, और सड़क पहुंच के लिए उपयोग की जाती हैं, उनका उपयोग किए जाने के बाद पुनर्नवीनीकरण किया जाता है; सीधे सामग्री रिकवरी बहुत छोटा है, कोई इतिहास नहीं, सुरक्षा निगरानी योग्य नहीं है, आदि।
आर्थिक दक्षता का पीछा असली ताकत और सामाजिक व्यवहार है। तार्किक रूप से, सोपानक उपयोग, बैटरी कम रखरखाव के खर्च के लिए मूल्य को कम करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, ऐसा करने के लिए कच्चे माल की वसूली, बैटरी के मूल्य को अधिकतम करने के लिए है। लेकिन वास्तविकता, जल्दी बैटरी है गरीब पता लगाने की क्षमता, गुणवत्ता, मॉडल असमान। सोपानक उच्च जोखिम, को छोड़कर लागत के उच्च जोखिम के प्रारंभिक बैटरी का लाभ जल्दी बैटरी रीसाइक्लिंग में, बैटरी जगह इसकी प्रबल संभावना है मुख्य कच्चा माल ठीक करने के लिए लेते हैं, और इस प्रकार यह कहा जा सकता है,।
अपशिष्ट बैटरी रीसाइक्लिंग उद्योग श्रृंखला
2 सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री मूल्यवान धातु निकासी विधि
उन्होंने कहा कि वसूली वर्तमान शक्ति लिथियम बैटरी, वास्तव में, बैटरी को पूरी तरह सकारात्मक इलेक्ट्रोड मुख्य रूप से शामिल पुनर्नवीनीकरण सामग्री के प्रकार के विभिन्न सामग्रियों भर पुनर्नवीनीकरण नहीं है: एक लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड, लिथियम मैंगनीज ऑक्साइड, त्रिगुट लिथियम, लिथियम आयरन फास्फेट।
बैटरी सेल से अधिक 1/3 की लागत के कब्जे में है, और अधिक वर्तमान और जैसे ग्रेफाइट, सिलिकॉन कार्बाइड और लिथियम titanate Li4Ti5O12 कम नकारात्मक सी / सी आवेदन, प्राथमिक वसूली तकनीक के लिए बैटरी वर्तमान के रूप में नकारात्मक इलेक्ट्रोड कार्बन सामग्री के सकारात्मक इलेक्ट्रोड माल की लागत यह बैटरी कैथोड सामग्री रीसाइक्लिंग है
अपशिष्ट रीसाइक्लिंग तरीकों लिथियम भौतिक, रासायनिक और जैविक तरीकों को तीन श्रेणियों, क्योंकि इसकी कम ऊर्जा की खपत hydrometallurgy, उच्च शुद्धता और वसूली दक्षता लाभ की कर रहे हैं। अन्य तरीकों के साथ तुलना में एक आदर्श माना जाता है रीसाइक्लिंग विधि
2.1 शारीरिक कानून
लिथियम आयन बैटरी के लिए भौतिक तरीकों भौतिक और रासायनिक प्रतिक्रिया प्रक्रिया के साथ व्यवहार किया जाता है। आम भौतिक और रासायनिक उपचार विधियों मुख्य रूप से यांत्रिक पीसने और तैरने की क्रिया टूट।
1) टूटी प्लवनेशन विधि
तैरने की क्रिया सतह सामग्री के भौतिक रासायनिक गुणों में अंतर जुदाई, जैसे कि, एक लिथियम आयन बैटरी पूरा करने वाले पहले कुचला जाता है कचरे के एक विधि का उपयोग किया जाता है टूट गया है, छाँटने के बाद, प्राप्त इलेक्ट्रोड सामग्री पाउडर गर्मी का इलाज जैविक बांधने की मशीन को हटाने के लिए है अंत में hydrophilicity लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड और इलेक्ट्रोड सामग्री पाउडर के ग्रेफाइट सतह में मतभेद के अनुसार जुदाई प्लवनशीलता, जिससे एक लिथियम कोबाल्ट यौगिक पाउडर सरल उबरने तैरने की क्रिया प्रक्रिया कुचल, लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड प्रभावी रूप से एक कार्बन सामग्री के साथ अलग किया जा सकता और लिथियम, लेकिन विभिन्न पदार्थों की वजह से टूट कोबाल्ट के अपेक्षाकृत उच्च वसूली सभी मिलाया गया है, बाद में जुदाई और तांबा, एल्यूमीनियम की वसूली और धातु खोल टुकड़े की वजह से कठिनाइयों;।, और आसानी से टूट क्योंकि इलेक्ट्रोलाइट LiPF6 एच 2 ओ के साथ प्रतिक्रिया व्यक्त कर रहा है एचएफ निर्माण करने के लिए और अन्य अस्थिर गैसों पर्यावरण प्रदूषण, यह पाया गया है विघटन तरीकों का कारण है।
2) मैकेनिकल पीसने की विधि
यांत्रिक चमकाने यांत्रिक चमकाने तापीय ऊर्जा का उपयोग कर से जेनरेट कारणों इलेक्ट्रोड सामग्री घर्षण के साथ प्रतिक्रिया करता है, वर्तमान कलेक्टर पर मूल रूप से एक लिथियम यौगिक बंधन में एक इलेक्ट्रोड सामग्री बनाने के लिए एक विधि लवण सामग्री के विभिन्न प्रकार के पीस सहायता बरामद में बदल जाता है है विभेदित दर, उच्च वसूली किया जा सकता है :. सह वसूली दर 98%, 99% यांत्रिक चमकाने विधि की ली वसूली भी अपशिष्ट लिथियम आयन बैटरी और लिथियम कोबाल्ट वसूली, जो प्रक्रिया अपेक्षाकृत आसान होता है के लिए एक प्रभावी तरीका है , लेकिन उच्च उपकरणों की आवश्यकताओं, और आसानी से मुश्किल रीसाइक्लिंग कोबाल्ट और एल्यूमीनियम पन्नी की हानि हो सकती है।
2.2 रासायनिक विधि
रासायनिक प्रतिक्रिया प्रक्रिया एक लिथियम आयन बैटरी के प्रसंस्करण की एक रासायनिक विधि के उपयोग आम तौर पर pyrometallurgical और hydrometallurgical दो तरीकों में वर्गीकृत किया जाता है।
1) प्योरमेटलर्जिग
Pyrometallurgical, धातु जलाए जाने या सूखी, इलेक्ट्रोड सामग्री में जैविक बांधने की मशीन को हटाने के उच्च तापमान जलाए जाने के रूप में जाना है, जबकि धातु यौगिक और जिसमें ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रिया, धातु एक कम उबलते सघन के रूप में बरामद किया गया और यौगिकों उसके लावा की एक धातु चलनी का उपयोग कर, fumed, चुंबकीय या रासायनिक तरीकों और रीसाइक्लिंग के लिए की तरह। घटक के सामग्री, और अधिक जटिल प्रक्रिया बड़े पैमाने पर बैटरी के लिए उपयुक्त पर pyrometallurgical कम मांग, लेकिन निश्चित रूप दहन का उत्पादन करेगा तंत्र के पर्यावरणीय प्रभाव का हिस्सा है, और उच्च तापमान प्रसंस्करण आवश्यकताओं को भी अधिक है, लेकिन यह भी शुद्धि और वसूली उपकरण, उच्च संसाधन की लागत में वृद्धि करने की जरूरत है।
2) Hydrometallurgy
Hydrometallurgy अपशिष्ट लिथियम आयन बैटरी सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री में एक उपयुक्त रासायनिक एजेंट, और लीचिंग समाधान में धातु तत्व की एक विधि अलग कर दिया। Hydrometallurgical प्रक्रिया एक भी लिथियम बैटरी के लिए रीसाइक्लिंग अपशिष्ट रासायनिक संरचना रिश्तेदार के लिए अधिक उपयुक्त चयन करके भंग हो जाता है, हो सकता है अकेले इस्तेमाल किया या pyrometallurgical, सुविधा अनुरोध, कम प्रसंस्करण लागत के साथ संयुक्त रूप से इस्तेमाल किया जा सकता है, एक बहुत परिष्कृत प्रसंस्करण के लिए इस्तेमाल किया लिथियम आयन बैटरी के छोटे पैमाने रीसाइक्लिंग के लिए उपयुक्त तरीका है।
2.3 जैविक तरीकों
जैविक अनुसंधान भी कोबाल्ट के चुनिंदा लीचिंग प्राप्त करने के लिए एक सूक्ष्मजीव कवक चयापचय की प्रक्रिया का उपयोग करके, जिसमें वर्तमान में धातु विज्ञान विधि है, जैसे लिथियम। जैविक कम ऊर्जा की खपत, कम लागत, और सूक्ष्मजीवों के रूप में एक धातु तत्व पुन: उपयोग किया जा सकता है, छोटे प्रदूषण हालांकि, माइक्रोबियल उपभेदों की खेती में कठोर परिस्थितियों, लंबे ऊष्मायन समय, कम लैशिंग दक्षता की आवश्यकता होती है और इस प्रक्रिया को और सुधार की आवश्यकता होती है।
2.4 लौह फॉस्फेट रीसाइक्लिंग आंशिक परेशान
विभिन्न शक्ति लिथियम बैटरी, लिथियम आयरन फास्फेट कैथोड सामग्री कीमती धातुओं का केवल मुक्त है, लेकिन मुख्य रूप से एल्यूमीनियम, लिथियम, लोहा, फास्फोरस और कार्बन तत्वों से बना है। इस कारण से, कंपनियों बरामद लिथियम आयरन फास्फेट के अपघटन में उत्साहित नहीं है लिथियम लोहा फॉस्फेट बैटरी के रीसाइक्लिंग के लिए, कुछ लक्षित अध्ययन हैं।
आमतौर पर लिथियम आयरन फास्फेट के उपचार, यांत्रिक दलन, या एन एम पी एक मजबूत आधार का उपयोग करके पूरे बैटरी, भंग और उसमें एल्यूमीनियम अलग करने के लिए ध्रुवीय कार्बनिक विलायक, शेष सामग्री LiFePO4 और कार्बन पाउडर मिश्रण है। करने के लिए इस मिश्रण शुरू की है ली, फे लिथियम आयरन फास्फेट कैथोड सामग्री के साथ तुलना में पकाना तापमान के बाद, पी गेंद एक अक्रिय वातावरण के तहत मिलिंग द्वारा सामग्री में इन तीन तत्वों की दाढ़ अनुपात को समायोजित करने, और फिर, करने के लिए फिर से synthesize LiFePO4 सामग्री, पहले संश्लेषित, सामग्री की समाई आरोप-डिस्चार्ज विशेषताओं कम कर रहे हैं। लिथियम आयरन फास्फेट कैथोड सामग्री ऑक्सीकरण अपघटन की विफलता, लिथियम, लोहा, फास्फोरस, कार्बन बरामद किया गया और पुन: उपयोग किया जाता है पथ अंतर्निहित कारणों उबरने।
रिसर्च हालांकि कुछ लोगों को अभी भी हमेशा कर रही। मैं मैक्रो सुंदर और इतने एक विधि विकसित की तरह के रूप में फॉस्फोरिक एसिड लीच सिस्टम विफलता लिथियम आयरन फास्फेट कैथोड सामग्री का उपयोग कर बेहतर दक्षता, शून्य करने के लिए अपशिष्ट उत्सर्जन के कम लागत विधि प्राप्त करने के लिए, इच्छा लिथियम, लौह विभाजन प्रभाव, लिथियम, लोहा, फास्फोरस, कार्बन की व्यापक वसूली।
3 हाइड्रोमिटलजी वर्तमान में मुख्य एप्लीकेशन टेक्नोलॉजी है
एक लिथियम आयन बैटरी रीसाइक्लिंग प्रक्रिया के लिए विदेश में अध्ययन के द्वारा देखा जा सकता है, कम भौतिक रसायन विज्ञान लिथियम आयन बैटरी वसूली ठीक हो; रासायनिक तरीकों आम तौर पर, आवेदन की एक विस्तृत श्रृंखला, एक अपेक्षाकृत संभव, हालांकि जैविक पर्यावरण, लेकिन वांछित hydrometallurgical उपलब्ध द्वारा एक भी pyrometallurgical के रूप में अच्छा नहीं विद्युत पुनर्नवीनीकरण सामग्री के गुणों, लेकिन आवश्यकता है एक भी hydrometallurgical वसूली के माध्यम से एजेंटों का एक बहुत उपयुक्त नहीं है: बहुत लंबा, रासायनिक विधि पर कई अध्ययनों के आगे के अध्ययन से पता चला कि लंबित बड़े पैमाने पर औद्योगिकीकरण
इसकी तुलना में, वर्तमान hydrometallurgical निकासी की प्रक्रिया एक वर्ग विधि के लिए अपेक्षाकृत अच्छा समग्र प्रदर्शन, एसिड लीचिंग सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है। इसका मुख्य उद्देश्य पूर्व उपचार में सक्रिय पदार्थ लीचिंग समाधान में लक्ष्य धातु के लिए स्थानांतरित कर रहा है है, बाद में जुदाई और पारंपरिक मजबूत अकार्बनिक एसिड (एचसीएल, HNO3 और H2SO4) व्यापक रूप से लीचिंग प्रक्रिया में इस्तेमाल किया गया है की वसूली प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाने के लिए। हालांकि, लीचिंग प्रक्रिया इस तरह के CL2, SO3 और NX अन्य पर्यावरण के खतरों। इस प्रकार के रूप में विषैली गैसों के साथ किया जाएगा हाल के वर्षों में शोधकर्ताओं लीचिंग प्रक्रिया में कार्बनिक अम्ल (साइट्रिक, ऑक्सालिक एसिड, एस्कॉर्बिक एसिड, आदि) की भूमिका पर ध्यान केंद्रित करना शुरू कर दिया। पारंपरिक अकार्बनिक एसिड, एक ही समय में कार्बनिक अम्ल लीचिंग के साथ तुलना में उच्च दक्षता को पूरा वातावरण के दो जोड़े को कम कर सकते माध्यमिक प्रदूषण
एक ठेठ गीला निष्कर्षण के मुख्य कदम हैं: pretreatment → एसिड leaching → leaching समाधान leaching → पृथक्करण और निष्कर्षण → मौलिक वर्षा।
3.1 प्राथमिक चरणों को प्राथमिकता देना
अपशिष्ट जल छुट्टी दे दी खारा में लिथियम बैटरी, नकारात्मक इलेक्ट्रोड, सकारात्मक इलेक्ट्रोड, विभाजक, और इलेक्ट्रोलाइट रचना स्टील प्राप्त बैटरी के अंदर धातु को हटाने बैटरी पैकेजिंग दूर करने के लिए,। बैटरियों। नकारात्मक इलेक्ट्रोड एक तांबे पन्नी, एक एल्यूमीनियम पन्नी सकारात्मक इलेक्ट्रोड का पालन की सतह से जुड़ी में सतह पर, विभाजक एक कार्बनिक बहुलक है, इलेक्ट्रोलाइट सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड की सतह का पालन करता है और लीपएफ 6 का कार्बनिक कार्बोनेट समाधान है।
3.2 एक ठेठ leaching निष्कर्षण संचालन
, के रूप में इस प्रकार दस्तावेज़ '6' से एक पूर्ण सेल से, pretreatment के बाद, कच्चे माल पाउडर विभिन्न प्रक्रियाओं बनने के लिए संसाधित करने के लिए, बड़े मतभेद ठेठ बाद प्रसंस्करण गीला निष्कर्षण कदम का मतलब है, लग रहा है ..:
1) लीकोओ 2 इलेक्ट्रोड पाउडर को सल्फ्यूरिक एसिड समाधान में जोड़ा जाता है ताकि एक विशिष्ट ठोस-तरल अनुपात को बनाए रखा जा सके और यंत्रवत् उभारा जाए;
2) 60 मिनट के लिए अल्ट्रासोनिक leaching के बाद, अवशेषों को हटा दें और लीचेट में प्रत्येक धातु की एकाग्रता को मापें;
3) फिर लीमेट के पीएच को समायोजित करने के लिए अमोनियम बाइकार्बोनेट समाधान जोड़ें। खड़े और छानने के बाद, तांबा को निकालने के लिए Na2S समाधान की एक छोटी राशि जोड़ें;
4) sulfonated मिट्टी का तेल कोबाल्ट P507- प्रणाली निकाला गया था, H2SO4 स्ट्रिपिंग के साथ है, जिससे उच्च शुद्धता कोबाल्ट सल्फेट समाधान प्राप्त करने;
5) NaOH समाधान के बाद उबलते और कोबाल्ट, कोबाल्ट युक्त समाधान आधार समाधान के लिए जोड़ा गया है, ऊपर कोबाल्ट समाधान नीले तलछट की एक बड़ी राशि उत्पन्न करने के लिए जब तक के लिए गर्म किया गया था;
6) बीकर के मुंह को सील करें। 5 मिनट के लिए खड़े होने के बाद, नीली गति पूरी तरह से गुलाबी उपजी सोडियम हाइड्रोक्साइड और कोबाल्ट में बदल जाती है;
7) धुल गया था कई बार, इथेनॉल एक छितरे हुए रूप में फिल्टर केक 105 ℃ पदार्थ एक ओढ़ना भट्ठी और कैलक्लाइंड में रखा पर सुखाने के बाद प्राप्त जोड़ा गया है के बाद उम्र बढ़ने फ़िल्टर किया गया था, काला पाउडर tricobalt tetroxide प्राप्त करने के लिए।
4 प्रौद्योगिकी रुझान
कुंजी, इस तरह के एक अपेक्षाकृत सस्ती नजरअंदाज कर दिया इलेक्ट्रोलाइट, विभाजक, आदि के रूप में महान धातु, अन्य सामग्री के लिए बैटरी में वसूल किया जाता है व्यवस्थित पूरे बैटरी बरामद नहीं किया जा सकता है।
प्रौद्योगिकी भी मुख्यधारा दृष्टिकोण है, जो 2016 के अंत के अन्य तत्वों की वसूली शामिल है बाहर बताया गया है, सिंघुआ विश्वविद्यालय केंद्र के वैज्ञानिक और प्रौद्योगिकीय उपलब्धियों को बढ़ावा देने पर ध्यान केंद्रित बताने वाला संदेश "एसीटैल्डिहाइड एसिटिक एसिड केमिकल" पत्रिका पर पोस्ट, उनकी टीम एक 'शक्ति का विकास हुआ त्वरित रिलीज लिथियम और एक लिथियम कोबाल्ट कम रीसाइक्लिंग प्रौद्योगिकी ', एक लिथियम बैटरी कुशलता से कीमती धातुओं, तांबा, एल्यूमीनियम धातु वसूली और अधिक से अधिक 98%, कोबाल्ट, लिथियम धातु वसूली 95% से अधिक निकाला जा सकता है।
इसके अलावा, वहाँ एक और अधिक एकीकृत दृष्टिकोण, प्रस्तावित उच्च, किट "स्थिति अपशिष्ट रीसाइक्लिंग वाहन शक्ति एक लिथियम आयन बैटरी का उपयोग कर" का प्रस्ताव है जो लेख, विभिन्न तरीकों ताकत के उपयोग के विचार। संयुक्त प्रसंस्करण विधि उदाहरण के लिए 'गीला उपचार + आग विधि एसिड + धातु apos मार्ग, एसिड लीचिंग बहुमूल्य धातुओं लीचिंग प्रक्रिया के द्वारा, एसिड का इस्तेमाल किया जो मुख्य रूप से पारंपरिक मजबूत अकार्बनिक एसिड (एचसीएल, H2SO4 और HNO3, आदि) बरामद precipitates, लेकिन एक अकार्बनिक एसिड इतनी बड़ी उपकरण जंग , पर मानव शरीर बड़ी है, यह कार्बनिक अम्ल जगह में (मैलिक एसिड, ऑक्सालिक एसिड और एस्कॉर्बिक एसिड सहित) के और अधिक उदार गुण का उपयोग करने की सिफारिश की है, ताकि न केवल पर्यावरण के अनुकूल, लेकिन यह भी कार्बनिक अम्ल को कम करने के गुण का हिस्सा है, पारंपरिक 'एक अकार्बनिक एसिड की जगह ले सकता + कम करने वाले एजेंट 'सिस्टम
5 सारांश
वर्तमान शक्ति लिथियम बैटरी रीसाइक्लिंग अनुपात अभी भी अपेक्षाकृत कम है। अंतिम रिपोर्ट में लेड एसिड बैटरी उद्योग तुलना के 10% के बारे में हमारे देश में बिजली लिथियम बैटरी रीसाइक्लिंग के अनुपात में देखने के लिए, लगभग 30% की चीन की वसूली का अनुपात, जबकि संयुक्त राज्य अमेरिका आंकड़ा 90% से अधिक है, 'परिपत्र अर्थव्यवस्था' होने के लिए कहा जा सकता है और यह खत्म कर दिया है, यह एक विशाल बाजार जगह नहीं है।
हालांकि, प्रयुक्त बैटरी की प्रत्यक्ष प्रेरक बल रीसाइक्लिंग, या पुनर्नवीनीकरण सामग्री पूरे उद्योग के लिए बैटरी की लागत को कम करता है, तो रीसाइक्लिंग की लागत में एक उपयोगी भूमिका निभाते हैं, पुनर्नवीनीकरण सामग्री रीसाइक्लिंग से अपशिष्ट बैटरी के प्रवाह चिकनी कर सकते हैं वास्तव में 'मुझे क्या करना चाहते करने के लिए 'के लिए संक्रमण' मैं ज्ञान में 'ऊपर है कि डेटा पर्याप्त नहीं है, वहाँ कोई केवल कह सकते हैं कि सच्चाई इस तरह के एक कारण यह है किस कीमत पर दिखाई दिया इस विशिष्ट मोड़ की गणना करने की क्षमता है।
