鉅大LARGE | 點擊量：521次 | 2022年07月14日
廢鋰電池資源化技術及污染控制研究
1、廢鋰電池現(xiàn)狀
就實際情況而言，回收利用廢棄鋰電池的公司很少，由于一般公司的經(jīng)營規(guī)模都比較小，再加上生產(chǎn)設備以及生產(chǎn)技術都比較落后，因此，公司的出現(xiàn)只是出于摸索階段，并沒有實際投入生產(chǎn)，也就談不上對廢棄類電池的處理。如今我國最常用到的處理廢棄的鋰電池的方法是將廢棄的鋰電池和其他一些固體廢棄物進行混合，然后將其焚燒，這樣一來對環(huán)境造成了極為嚴重的污染。目前，隨診鋰電池行業(yè)的不斷發(fā)展，國內(nèi)一些專家提出了新的廢棄鋰電池處理的方法。
趙鵬飛等人提出使用機械將廢棄鋰電池剪碎，然后用振動、分選的方法將廢棄的鋰電池進行分類，進行分類后選出正負極材料、電極活性材料、石墨以及電極活性材料等，并且將電極材料置于具有500攝氏度的馬弗爐中予以熱處理，然后再使用浮選的方法，將鋰、鈷氧化物分選出來回收利用。
陳亮等人用H2SOa十H20酸浸出電極材料，同時還用N902來萃取銅，借助NaOH溶液對鋁進行沉淀，接著再使用使其完全沉淀，并且生成鎳鈷錳碳酸鹽。通過實驗總結出鎳、鈷、錳的浸出率分別為98%、97%和96%，總而言之，鎳、鈷和錳的或收率都高于5%，具有較高的回收價值以及回收效果。
徐源等人通過使用不同的萃取方法，有價萃取分離廢舊的鈷酸鋰電池，在此過程中，首先要使用酸溶浸出的方法分離出正極材料中的金屬離子，然后將雜志用P204萃取去除，分別除去雜志中的Fe3+，Al3+,Ca2+,Cu2+,以及Mg2+離子，但是在水里仍然存在Li2+和Co2+離子，接著就要使用P0來將這兩中離子去除，同時還得使用HCl溶液反萃取有機富鈷中的CoCl2，通過使用兩級反萃取的方法可以實現(xiàn)對離子的完全分離，使鋰離子留在水中。使用Na2C03沉淀鋰離子能夠得到Li2C03。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
總而言之，我國大量生產(chǎn)鋰電池，并且對鋰電池的消耗量也比較大，盡管人們對鋰電池的回收較為關注，但是有關鋰電池進行回收利用以及資源再生方面并沒有給予足夠的重視。如今，有關鋰電池的處理方式通常是和其他普通垃圾以期處理。同時，人們對鋰電池的回收方式并不了解，使得回收過后的鋰電池無法得到有效的應用。
2、廢鋰電池放電處理及手工拆解
廢棄的鋰電池中通常還殘留有電量，在對鋰電池進行處理的過程中，假如沒有將殘余的電量釋放掉，就會在進行電池拆分過程中很容易出現(xiàn)著火以及爆炸現(xiàn)象，因此，在對廢棄的鋰電池進行試驗之前，就要先進行廢棄鋰電池的放電處理。處理廢棄鋰電池的方法通常有物理方法以及化學方法兩種，物理放電的方法重要是借助外接負載來放電，是通過使電池連接外界電阻，使剩余電量在放熱的過程中消耗掉，但是這種方法適合用于對少量電池的放電。以氯化鈉鹽溶液放電進行預處理的方法具有易操作、方便、簡單的特點，并且較為經(jīng)濟實用，不會出現(xiàn)出二次污染物，因此在進行廢鋰電池放電時被廣泛使用。
在進行實驗時，首先要將廢鋰電池放在飽和的食鹽水中，使其放電10min，正負極電池短路就會將電池中的電量完全釋放。將放電結束后的電池放在60℃以下的烘干箱中放電10h，并且人工對鋰電池的外殼進行拆解，從而得到電池的內(nèi)芯，再由人工對鋰電池的塑料薄膜以及正負極進行分選，從而獲取正極材料。
3、廢鋰電池資源再生過程中污染物分析及控制
3.1、電解液污染排放控制
電解鋰電池的電解液揮發(fā)性較強，并且具有較高的腐蝕性、毒性并且易燃易爆。電解質(zhì)的成分重要有六氟磷酸鋰(LiPF6)，可以和水以及酸發(fā)生反應，從而出現(xiàn)HF等毒性氣體以及有毒物質(zhì)，出現(xiàn)氟污染;通常情況下，電解質(zhì)溶液中是EC+DMC以及PC+DEC等混合溶劑，這些成分都屬于易燃易爆物質(zhì)，在釋放出去以后就會形成有機物質(zhì)。氟化物可以和NaOH發(fā)生反應，從而出現(xiàn)NaF。因此在去除氟污染時通常使用NaOH溶液。隨著手工拆解，會使電解液揮發(fā)出去，有關收集造成很大的不便，因此開展該項工作就顯得比較困難。
處理電解液的措施：在進行實驗時，在密閉的通風廚下對廢鋰電池進行手工拆解，并且將通風窗打開，完成電池拆解之后要快速將塑料薄膜、正、負極浸到0.5mol的NaOH溶液，經(jīng)過一定的時間之后除去電解液中的氟化物。因鋁箔表面有活性物質(zhì)以及乙炔黑鈷酸鋰，此外，要用稀堿液配置NaOH溶液，在對電解液進行處理的時候，沒有存在NaOH溶解流出鋁箔，因此，析出電解液之后，要用鑷子夾出正極，并且將其烘干當做實驗材料，但是揮發(fā)的部分微量醋溶液可以被NaOH溶液吸收，經(jīng)過處理過的尾氣要用通風廚排到室外，從而起到保護環(huán)境的用途。
3.2、酸消耗和剩余酸控制
通過對H2SO4+H2O進行計算，發(fā)現(xiàn)在酸體系之下，在廢鋰電池中浸出鋰、鈷實驗中酸的剩余量以及消耗量，能通過控制實驗中浸出酸量，來有效降低酸的排放，在此實驗過程中，對酸剩余量以及消耗量的計算方法是借助中和滴定的方法來完成的，通過將不同的硫酸濃度作為考察依據(jù)，來對浸出酸的最佳量進行計算。
結束語
如今，由于我國使用鋰電池的量比較大，因此廢鋰電池的報廢量也比較大，廢鋰電池中，鋰、鈷等金屬離子的回收利用具有較高的價值，因此，就要合理利用廢鋰電池，在防止對環(huán)境造成污染的前提下，使廢鋰電池創(chuàng)造出一定的經(jīng)濟效益。
