Secondo le statistiche, nel 2000 il consumo mondiale di batterie agli ioni di litio era di 500 milioni e nel 2015 ha raggiunto i 7 miliardi. Poiché la durata delle batterie agli ioni di litio è limitata, verrà generato anche un gran numero di batterie agli ioni di litio. esempio 2020 litio scartato oltre 25 miliardi, il peso totale di oltre 500.000 tonnellate. batterie materiali ternari, per esempio, un elettrodo positivo che contiene una grande quantità di un metallo nobile, in cui il cobalto dal 5 al 20%, dal 5 al 12% Ni, Il manganese rappresenta il 7 ~ 10%, il litio rappresenta il 2 ~ 5% e il 7% di plastica e la maggior parte dei metalli contenuti sono metalli rari, che dovrebbero essere ragionevolmente riciclati e riutilizzati.Per esempio, il cobalto è ampiamente usato in vari campi come risorsa strategica. Oltre alle batterie al litio e alle leghe per alte temperature, ecc. Si può dedurre che il recupero di metalli preziosi è enorme.
Una batteria spedizioni di dati come illustrato di seguito, in accordo con servizio commerciale 3 anni, 5 anni proiezioni servizio passeggeri 2018 sperimenteranno un getto batteria al litio potere dismessa. Queste batterie giù disattivazione Esistono due tipi di percorsi di follow-up tipici, passo dopo passo o riciclaggio diretto dei materiali.
Statistiche della batteria di alimentazione
1 fase di utilizzo e recupero delle materie prime
Le batterie al litio che sono state dismesse per l'uso elettrico e utilizzate per l'accesso stradale vengono riciclate dopo l'utilizzo delle fasi, il recupero diretto del materiale è troppo piccolo, senza cronologia, il monitoraggio della sicurezza non è qualificato, ecc.
Il perseguimento di efficienza economica è il motore e il comportamento sociale. A rigor di logica, l'uso echelon, la batteria può essere utilizzato per ridurre il valore al netto dei costi di manutenzione, recupero delle materie prime da fare, è quello di massimizzare il valore della batteria. Ma la realtà è, batteria precoce scarsa la tracciabilità, la qualità, il modello uniforme. scaglione sfruttare batteria precoce di alto rischio, ad alto rischio di esclusione dei costi e, quindi, si può dire, nel riciclaggio delle batterie in anticipo, il posto della batteria un'alta probabilità di recuperare la principale materia prima.
Catena del settore riciclaggio dei rifiuti di rifiuti
2 metodo di estrazione del metallo prezioso materiale elettrodo positivo
Ha detta batteria al litio recupero di energia corrente, infatti, non completamente riciclato nei vari materiali del tipo di batteria materiale dell'elettrodo positivo riciclato principalmente comprendente: un ossido di litio cobalto, ossido di manganese litio, litio ternario, litio ferro fosfato.
Batteria costo del materiale di elettrodo positivo della cella occupata dal costo di più di 1/3, più corrente e il materiale di carbonio elettrodo negativo come grafite, carburo di silicio e titanato di litio Li4Ti5O12 meno negativi applicazioni Si / C, la corrente della batteria per la tecnica recupero primario batteria materiale di elettrodo positivo viene recuperato.
metodi di riciclaggio dei rifiuti sono litio metodi biologici fisiche, chimiche e tre categorie. Rispetto ad altri metodi, a causa della sua bassa idrometallurgici consumo energetico, elevata purezza ed efficienza di recupero vantaggi è considerato essere un ideale Il metodo di riciclaggio.
2.1 Legge fisica
Metodi fisici per batterie agli ioni di litio viene trattata con processo di reazione fisica e chimica. metodi fisici e chimici comuni trattamenti principalmente rotti macinazione meccanica e flottazione.
1) Metodo di flottazione rotto
Flottazione è spezzato, utilizzando la differenza nelle proprietà chimiche fisiche del materiale di superficie è un metodo di separazione, rifiuti cioè, prima di completare una batteria agli ioni di litio è schiacciato, previa selezione, la polvere materiale dell'elettrodo ottenuto è trattato termicamente per rimuovere il legante organico Infine flottazione separazione secondo le differenze di ossido di litio cobalto idrofilicità e la superficie della polvere di grafite materiale elettrodico, recuperando così una polvere composto di litio cobalto semplice frantumazione processo di flottazione, ossido di litio cobalto può essere efficacemente separato con un materiale di carbonio e litio, ma relativamente alto recupero di cobalto rotto a causa di varie sostanze sono state tutte miscelati, la successiva separazione e recupero del rame, alluminio e le schegge metalliche causato difficoltà,., e facilmente rotto perché il LiPF6 elettrolita viene fatto reagire con H2O per produrre HF e altri gas volatili causano metodi perturbazione inquinamento ambientale, si precisa.
2) Macinatura meccanica
lucidatura meccanica è lucidatura meccanica utilizzando energia termica generata cause materiale elettrodico reagisce con l'abrasivo, un metodo per realizzare un materiale di elettrodo in un legame composto di litio inizialmente sul collettore di corrente viene convertito in sali recuperati coadiuvante di macinazione di diversi tipi di materiali aliquota differenziata, maggiore recupero può essere fatto :. tasso di recupero Co 98%, Li recupero del 99% metodo lucidatura meccanica è anche un metodo efficace per la batterie agli ioni di litio rifiuti e cobalto litio recupero, il quale procedimento è relativamente semplice , ma i requisiti dello strumento sono elevati ed è facile causare la perdita di recupero di fogli di alluminio e cobalto.
2.2 Metodo chimico
Il metodo chimico è l'uso del processo di reazione chimica delle batterie agli ioni di litio, generalmente suddivise in metodi pirometallurgici e idrometallurgici.
1) pirometallurgia
Pirometallurgica, noto come incenerimento metallurgica asciugare incenerimento ad alta temperatura mediante rimozione del legante organico nel materiale di elettrodo, mentre il composto metallico e in cui la reazione di ossidazione-riduzione, il metallo recuperato sotto forma di un basso punto di ebollizione e condensato loro composti, utilizzando un setaccio di metallo di scoria, pirogenica, mezzi magnetici o chimici e simili per il riciclaggio. pirometallurgica meno impegnativo sul materiale del componente, più complesso processo adatto per la batteria larga scala, ma produrrà certamente combustione Una parte del gas di scarico inquina l'ambiente, e il trattamento ad alta temperatura richiede anche un'attrezzatura elevata, ma allo stesso tempo deve anche aumentare le attrezzature di purificazione e riciclaggio e il costo del trattamento è più alto.
2) Idrometallurgia
Hydrometallurgy viene sciolto selettivamente con un opportuno agente chimico nella batteria agli ioni di litio spreco di materiale di elettrodo positivo, e un metodo di elemento metallico nella soluzione di lisciviazione separati processo. Idrometallurgico più adatto per il riciclaggio di rifiuti chimici composizione relativa ad una singola batteria al litio, può essere utilizzato da solo o può essere utilizzato congiuntamente alla, richiesta impianto, costo pirometallurgica elaborazione basso, è un metodo di elaborazione molto sofisticato adatto per il riciclaggio piccola scala usata batteria agli ioni di litio.
2.3 Metodi biologici
ricerca biologica è anche metodo attualmente metallurgia in cui utilizzando un fungo microrganismo processi metabolici per ottenere lisciviazione selettiva di cobalto, un elemento metallico quale litio. consumo biologico bassa energia, a basso costo, e microrganismi può essere riutilizzato, piccolo inquinamento Tuttavia, la coltivazione di ceppi microbici richiede condizioni difficili, tempo di incubazione lungo, bassa efficienza di lisciviazione e il processo necessita di ulteriori miglioramenti.
2.4 Rischio parziale di riciclaggio del fosfato di ferro
In varie batteria di alimentazione al litio, litio ferro fosfato materiale catodico solo privo di metalli preziosi, ma principalmente composto da elementi in alluminio, litio, ferro, fosforo e carbonio. Per questo motivo, le aziende che recuperano litio fosfato di ferro non esplosa entusiasmo Per il riciclaggio della batteria al fosfato di ferro litio, ci sono pochi studi mirati.
Solitamente trattamento del fosfato di ferro di litio, l'intera batteria con polverizzazione meccanica o NMP usando una base forte, polare solvente organico per la dissoluzione e la separazione di alluminio in esso, è la miscela rimanente materiale LiFePO4 e polvere di carbonio. A questa miscela viene introdotta Li, Fe , P per regolare il rapporto molare di questi tre elementi nel materiale, e quindi dalla sfera macinazione in atmosfera inerte, di ri-sintetizzare materiale LiFePO4 dopo temperatura di calcinazione, rispetto al materiale di fosfato catodo litio ferro viene dapprima sintetizzato, la capacità del materiale Le prestazioni di carica e scarica sono state ridotte.Il fallimento della decomposizione ossidativa del materiale del catodo batteria al litio ferro fosfato, il recupero di litio, ferro, fosforo, carbonio e riutilizzo è la soluzione alla causa principale del percorso di recupero.
Studio, anche se piccola, era sempre qualcuno di farlo. Ad esempio, voglio il macro bello e quindi sviluppato un metodo utilizzando acido fosforico lisciviazione guasto del sistema litio ferro materiale fosfato catodo, al fine di ottenere una migliore alta efficienza, metodo a basso costo delle emissioni di rifiuti a zero Litio, effetto di separazione del ferro, recupero completo di litio, ferro, fosforo, carbonio.
3 Hydrometallurgy è attualmente la principale tecnologia applicativa
Come si può vedere da studiare all'estero per un processo di riciclaggio batteria agli ioni di litio, bassa chimica fisica ricupero batteria agli ioni di litio; metodi chimici in genere, una vasta gamma di applicazioni, relativamente fattibile; sebbene ambiente biologico, ma il desiderato troppo lungo, in attesa di ulteriori studi di numerosi studi sul metodo chimico hanno mostrato che: un singolo pirometallurgici non come buone proprietà elettrochimiche dei materiali riciclati da idrometallurgica disponibile, ma richiede un sacco di agenti attraverso un'unica recupero idrometallurgica non è adatto Industrializzazione su larga scala.
In confronto, la corrente idrometallurgica processo di estrazione relativamente buona prestazione complessiva per un metodo di classe, lisciviazione acida è la parte più importante. Il suo scopo principale è la sostanza attiva nel pretrattamento viene trasferito al metallo di destinazione nella soluzione di lisciviazione, per facilitare il successivo processo di separazione e recupero di acidi inorganici forti tradizionali (HCl, HNO3 e H2SO4) sono stati ampiamente utilizzati nel processo di lisciviazione. Tuttavia, il processo di lisciviazione sarà accompagnata da gas tossici come Cl2, SO3 e Nx altri rischi ambientali. Così Negli ultimi anni i ricercatori hanno iniziato a concentrarsi sul ruolo di acidi organici (citrico, acido ossalico, acido ascorbico, etc.) nel processo di lisciviazione. confrontato con acido inorganico tradizionale, lisciviazione acida organico contemporaneamente soddisfare l'elevata efficienza può ridurre le due coppie dell'ambiente Inquinamento secondario
Le fasi principali di un'estrazione umida tipica sono: pretrattamento → lisciviazione acida → lisciviazione soluzione lisciviazione → separazione ed estrazione → precipitazione elementare.
3.1 fasi di pre-elaborazione
Acque reflue scaricate batteria al litio in soluzione fisiologica, per rimuovere la confezione batteria, la rimozione di metalli nelle batterie di acciaio ottenute. Batterie elettrodo negativo, elettrodo positivo, separatore e composizione elettrolitica. Nel elettrodo negativo collegato alla superficie di un foglio di rame, un foglio di alluminio aderito all'elettrodo positivo superficie, la membrana è un polimero organico; elettrolito fissato alla superficie dell'elettrodo positivo e negativo, una soluzione carbonato organico di LiPF6.
3.2 Una tipica operazione di estrazione della lisciviazione
Da una cella completa, dopo pre-trattamento, il materiale grezzo da lavorare per diventare polverulenti processi diversi, grandi differenze tipica lavorazione successiva fase di estrazione significa bagnato come segue, dal documento '6', grafico ..:
1) La polvere di elettrodo LiCoO2 viene aggiunta alla soluzione di acido solforico, mantenendo uno specifico rapporto solido-liquido e agitando meccanicamente;
2) Dopo la lisciviazione ultrasonica per 60 minuti, rimuovere il residuo e misurare la concentrazione di ciascun metallo nel percolato;
3) Quindi aggiungere la soluzione di bicarbonato di ammonio per regolare il valore di pH del percolato.Dopo il posizionamento e il filtraggio, aggiungere una piccola quantità di soluzione di Na2S per rimuovere il rame;
4) Utilizzo del sistema di cherosene P507-solfonato per estrarre cobalto e stripping con H2SO4 per ottenere una soluzione di solfato di cobalto ad elevata purezza;
5) Dopo che la soluzione di NaOH è stata riscaldata all'ebollizione e cobalto, soluzione ricca di cobalto è stata aggiunta alla soluzione di base, fino alla soluzione di cobalto per generare una grande quantità di precipitato blu;
6) Sigilla la bocca del becher: dopo 5 minuti di riposo, il precipitato blu si trasforma completamente in un precipitato rosa di idrossido di sodio e cobalto;
7) è stato lavato diverse volte, etanolo è stato aggiunto come disperdente dopo la maturazione è stata filtrata, il panello di filtrazione ottenuto dopo essiccamento a 105 ℃ sostanza immessa in un forno a muffola e calcinato, per ottenere polvere nera tricobalto tetrossido.
4 tendenze tecnologiche
Chiave viene recuperato nella batteria per il metallo nobile, altri materiali come un elettrolita ignorato relativamente poco costoso, separatori, ecc, non può essere recuperato batteria sistematica intero.
La tecnologia anche stato segnalato fuori l'approccio tradizionale, che prevede il recupero di altri elementi della fine del 2016, si è concentrato sulla promozione di risultati scientifici e tecnologici di Tsinghua University Center Pubblicato sulla rivista "L'acetaldeide acetico Chemical" un messaggio che dice, la sua squadra ha sviluppato un 'alimentazione litio sgancio rapido e un litio cobalto tecnologia breve riciclaggio', una batteria al litio possono essere estratti efficacemente metalli preziosi, rame, alluminio recupero metalli più del 98%, cobalto, litio recupero metalli oltre il 95%.
Inoltre, viene proposto un approccio più integrato, il proposto alto, Kit "Stato riciclo alimentazione del veicolo usando una batteria agli ioni di litio" che l'articolo, l'idea di utilizzazione di vari metodi di forza. Metodo di elaborazione comune cioè 'trattamento a umido + Fuoco metodo dell'acido + metallo precipitati APOS recuperati percorso, che per lisciviazione acida metalli preziosi processo di lisciviazione, l'acido utilizzato principalmente convenzionali acidi inorganici forti (HCl, H2SO4 e HNO3, ecc), ma un acido inorganico come grandi attrezzature corrosione , sul corpo umano è grande, si raccomanda di utilizzare le proprietà più moderate di acidi organici (compreso l'acido malico, acido ossalico e acido ascorbico) in posizione, in modo che non solo ecologica, ma anche parte dell'acido organico avente proprietà riducenti, può sostituire la tradizionale 'un acido inorganico + Sistema di agenti riducenti.
5 Sommario
La corrente di alimentazione al litio rapporto di riciclaggio delle batterie è ancora relativamente bassa. Nell'ultimo report per visualizzare la percentuale di litio potere riciclaggio delle batterie nel nostro Paese circa il 10% di paragone settore delle batterie piombo-acido, la percentuale di recupero della Cina di circa il 30%, mentre gli Stati Uniti cifra è più del 90%, si può dire di essere 'economia circolare' e trasformato sopra, è uno spazio enorme mercato.
Tuttavia, la diretta riciclaggio forza trainante delle batterie usate, o se materiali riciclati a ridurre i costi della batteria per l'intero settore svolgono un ruolo utile nel costo di riciclo, materiali riciclati possono flusso regolare di rifiuti di pile dal riciclo di realta 'che io faccia 'passaggio al' faccio 'nella consapevolezza che i dati non sono sufficienti, non v'è alcuna possibilità di calcolare questa svolta specifica apparso su quale prezzo, posso solo dire che la verità è un tale motivo.
