¿Cómo se reciclan las baterías de litio?

Las baterías de desecho contienen una gran cantidad de metales pesados y soluciones de electrolitos, como ácidos y álcalis de desecho. Si se desechan a voluntad, los metales pesados exudados de las baterías usadas causarán contaminación de cuerpos de agua como ríos, ríos, lagos y mares, que indirectamente amenazan la salud humana. Por lo tanto, el reciclaje y la eliminación de las baterías usadas no solo trata la fuente de contaminación, sino que también se da cuenta del reciclaje y la reutilización de los recursos.

En la actualidad, la batería de energía tiene principalmente la forma de batería de níquel-hidrógeno y batería de litio. La batería híbrida actualmente utiliza material de níquel-hidrógeno. Sin embargo, algunos rendimientos técnicos de la batería de níquel-hidrógeno están cerca del valor límite teórico, por lo que no se considera como la dirección de desarrollo futuro. Por el contrario, las baterías de iones de litio debido a su alto voltaje de trabajo, pequeño volumen, no tienen efecto de memoria, son pequeñas autodescargas y las ventajas de un ciclo de vida prolongado son ampliamente reconocidas. La batería de iones de litio de desecho generalmente contiene cobalto que contiene 5% ~ 15%, 2% ~ 7% de litio, níquel 0,5% ~ 2% y su valor de reciclaje relativamente alto. La batería de iones de litio contiene seis materiales tóxicos, como el fosfato de fluoruro de litio, que puede causar una grave contaminación al medio ambiente y los ecosistemas, cobalto, manganeso, cobre y otros metales acumulando efectos también por daños en la cadena alimentaria humanos, extremadamente peligrosos. Junto con la aplicación de la batería de iones de litio es cada vez más amplia, la recuperación de metales valiosos en las baterías de iones de litio, reduce la contaminación del medio ambiente, alivia problemas como la escasez de recursos, tiene una importancia social importante y una importancia económica.

1 batería de iones de litio de desecho de valiosa tecnología de reciclaje de metales

1.1 tecnología de proceso seco

El proceso seco se aísla de la reducción de la batería de iones de litio tostando cobalto, aluminio, separación por lixiviación de cobalto y negro de acetileno.

SONY Corporation de Japón y la empresa minera de metales Sumitomo, investigación cooperativa de recuperación de baterías secundarias de iones de litio de desecho de cobalto y otras tecnologías, su proceso primero quemó la batería y nuevamente después del cribado para hierro y cobre, calentar el polvo residual y soluble en ácido, orgánico Se puede proponer la extracción con disolvente de óxido de cobalto [2].

ChurlKyoungLee [3], como la batería de iones de litio de desecho primero, luego el tratamiento térmico, el material combustible en un gas, dejando LiCoO2.En el baño de agua a temperatura constante, agregue ácido nítrico, solución de peróxido de hidrógeno LiCoO2, hace que la tasa de lixiviación de Co y Li alcanzan el 85%.

El proceso seco es relativamente simple, pero el consumo de energía es mayor, otros ingredientes y el electrodo en la combustión de la solución de electrolito son fáciles de causar contaminación del aire.

1.2 tecnología húmeda

El método húmedo se basa en una solución de ácido inorgánico que lixivia los componentes valiosos de las baterías de desecho, para ser reciclados de una determinada manera.

El material del electrodo positivo de la batería secundaria de iones de litio se lixivió con ácido clorhídrico a 80 ° C, y las tasas de lixiviación de Co y Li fueron todas superiores al 99%, y luego el Co se extrajo con PC-288A (ácido 2-etilhexilfosfórico-mono- 2-etilhexil éter). Después de la extracción, el cobalto se recupera en forma de sulfato de cobalto. Además, se añadió una solución de carbonato de sodio para formar un precipitado de carbonato de litio y la tasa de recuperación fue cercana al 80%.

KudoMistuhiko y col. [5] lixivió los desechos positivos de la batería de iones de litio con ácido, agregó un metal anfótero al lixiviado, cambió Co2 + a Co y luego eliminó el metal anfótero para obtener el metal Co.

Xiaofeng Wang, [6] los primeros materiales de los electrodos se disuelven en ácido clorhídrico diluido, luego ajustan el pH = 4, precipitación selectiva de hidróxido de aluminio, y luego ajustan el pH a 10 más o menos, los complejos de cobalto y níquel generan amoníaco, luego pasan al O2 a Co2 + y Oxidación de Ni2 +, y la solución por resina de intercambio iónico, Co y Ni con precipitación de sal de ácido oxálico vuelve a descender.

Wu Fang [7] con álcali que disuelve los materiales de la batería, elimina aproximadamente el 90% de aluminio por adelantado y luego usa - Residuos de lixiviación del sistema H2SO4 + H2O2, después de la lixiviación el filtrado contenía impurezas de Fe2 +, Ca2 +, Mn2 +, como la extracción por solvente con P204 mezcla de cobalto y litio, luego con P507 extracción por solvente separación de cobalto, litio, sulfato de cobalto después de la retroextracción, extracción por precipitación líquida reciclado de carbonato de litio, litio una recuperación fue 76.5%.

El consumo de energía también es mayor, el proceso húmedo y el proceso tecnológico es largo, el requisito de equipo es alto, alto costo, la tasa de recuperación de recursos es baja.

1.3 método de tamizado iónico y tratamiento de baterías de iones de litio

En 2003, la Universidad de ciencia y tecnología de Wuhan desarrolló un uso lambda - separación de tamiz iónico de MnO2 a partir de baterías de iones de litio de desecho reciclando nuevos métodos de litio, que ha obtenido una patente de invención. Para el paso: elimine la desintegración de la carcasa de la batería, sumerja el núcleo de la batería para que se disuelva completamente en ácido clorhídrico; Sistema regulador de pH> 10, filtrado para obtener material líquido de iones de litio; Con el procesamiento líquido del material de tamiz iónico lambda-MnO2, la separación por adsorción selectiva de iones de litio y luego el uso de ácido clorhídrico se llevó a cabo la elución en la adsorción en los iones de litio en el tamiz iónico, evaporando el cloruro de litio eluyente, para unirse al eluyente Na2CO3, concentración de calentamiento después de la precipitación del carbonato de litio [7].

1.4 Proceso de biolixiviación

El llamado proceso de lixiviación microbiana es una técnica en la que un componente útil de un sistema se convierte en un compuesto soluble por un microorganismo y se disuelve selectivamente para obtener una solución que contiene metal, separando así el componente objetivo del componente de impureza, y finalmente recuperar el metal útil [8].

En comparación con la tecnología tradicional de reciclaje de baterías, la lixiviación biológica tiene menos inversión en infraestructura, bajo costo operativo, poca contaminación para el medio ambiente, etc. Pero este es un tema relativamente nuevo, hay muchos problemas que deben resolverse, como la selección y el cultivo de especies, control de condiciones de lixiviación, mecanismo de lixiviación biológica, etc.

1.5 Otras tecnologías de reciclaje

El electrodo de LiCoO2 mediante tecnología de reducción electroquímica hará que el Co3 + reduzca el Co2 +, el litio liberado de la estructura sólida del LiCoO2 al mismo tiempo, evita la introducción de otros productos químicos y provoca el tratamiento posterior de las complicaciones [9].

D.-S. Kim y col. [10] realizó una investigación de la separación de reparación de LiCoO2 basada en el mecanismo de "disolución-precipitación", material de LiCoO2 reparado y separado simultáneamente, y los pasos del método eran simples.

2 contramedida de reciclaje de baterías de litio de desecho y la sugerencia

2.1 Comience con el productor de baterías y haga un buen trabajo clasificando y reciclando

Los productores de baterías deben contener baterías de residuos peligrosos se identifican, sugiere que el tipo y el contenido del material nocivo, con el fin de reciclar, al mismo tiempo, los productores continuarán mejorando la tecnología de producción de baterías, reducir el contenido de los ingredientes nocivos como metales pesados en la batería.

2.2 intensificar la propaganda, mejorar la protección y la conciencia ambiental

En la actualidad, la comprensión de la gente sobre la contaminación de las baterías de desecho es insuficiente y no se ha formado un sentido de protección ambiental para recolectar conscientemente las baterías de desecho. Aunque el reciclaje de baterías usadas ha atraído la atención de los departamentos relevantes en los últimos años, se han designado unidades de punto fijo para reciclaje, pero los resultados han sido mínimos. Por lo tanto, debemos promover enérgicamente y concienciar a la gente sobre la importancia del reciclaje y la utilización de baterías usadas. Las organizaciones de grupos pertinentes también deben llevar a cabo las actividades prácticas correspondientes para cultivar el sentido de responsabilidad social de las personas para proteger el medio ambiente y formar un buen entorno para la protección del medio ambiente en toda la sociedad.

2.3 perfeccionamiento de las leyes y reglamentos, para establecer un sistema de gestión perfecto

Para la realización de los productos de baterías bajas en mercurio y libres de mercurio, en la política de manejo de baterías en nuestro país se ha establecido el estándar para baterías libres de mercurio y ministerios relacionados y comisiones de las restricciones sobre los niveles de mercurio de las baterías, estas reglas tienen la contaminación de las baterías de desecho de la fuente de control. Departamentos gubernamentales relevantes para formular medidas de gestión acordes con la situación de nuestro país y las normas concretas de implementación, a través de una legislación que exija a los productores y vendedores el reciclaje de los productos de desecho, y al mismo tiempo, establecer y mejorar el sistema de reciclaje lo antes posible, para crear todo tipo de condiciones convenientes para el reciclaje de baterías usadas.

2.4 fortalecer la investigación y el desarrollo de tecnología

Es necesario incrementar la investigación sobre la aplicación de la tecnología de reciclaje de baterías de desecho y desarrollar nuevas tecnologías con baja inversión, menor contaminación y alta eficiencia de tratamiento. Al mismo tiempo, el contenido de componentes dañinos se controla desde la fuente de producción de la batería, se acelera el desarrollo de baterías recargables respetuosas con el medio ambiente y se reduce la cantidad de baterías desechadas.

En el futuro, la investigación sobre la tecnología de recursos de las baterías de iones de litio de desecho será más completa y madura. Debemos fortalecer la gestión ambiental de las baterías de desecho y hacer que la tecnología de procesamiento se desarrolle en la dirección de bajo costo y sin contaminación secundaria. Al mismo tiempo, tomaremos el camino del desarrollo de nuevas baterías ecológicas y respetuosas con el medio ambiente, de modo que la producción y el reciclaje formen un círculo virtuoso, que realmente beneficie a las personas y sea inofensivo para las personas y la naturaleza.

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