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先之進(jìn)自動化:詳解廢舊鋰離子動力電池的回收技術(shù),漲知識(八)
2.3.3 電化學(xué)法
電化學(xué)法又稱電沉積法,可用于處理廢舊鈷酸鋰電池。通過電化學(xué)還原技術(shù)將浸出液中的 Co3+ 轉(zhuǎn)化 Co2+,后以 Co(OH)2 的形式在陽極沉積下來。
Shen等 [51] 將酸浸法與電化學(xué)法結(jié)合用來回收廢舊鈷酸鋰電池中的鈷。采用 10 mol/L 的 H2SO4,在 70 ℃ 下浸出 1h,鈷的浸出率達(dá)到 100%。調(diào)節(jié) pH 至 2~3,溫度為 90 ℃,除去浸出液中多余的重金屬離子。調(diào)節(jié)電流密度至 235 A/m2,后在陽極能夠得到純凈的 Co(OH)2,鈷的回收率大于 93%。
Garcia 等[52]通過浸出,純化除去多余的重金屬離子,得到只含有 Co2+ 的浸出液。以 Ag 電極為陽極,調(diào)節(jié)電壓至 1.50 V,后 Co2+ 的回收率為 96%。將得到的陽極沉積物在 850 ℃ 下焙燒 1000h,后得到可直接用于商業(yè)銷售的 Co3O4。
電化學(xué)法的優(yōu)點在于引入的雜質(zhì)少,可得到純度很高的鈷的化合物,可直接用于電極材料的制備。缺點是需要消耗大量的電能。
3. 結(jié) 論
廢舊鋰離子動力電池作為一種危險廢棄物,如果處理不當(dāng)?shù)脑挷粌H會污染環(huán)境,還會影響到人和動物的健康。同時,廢舊鋰離子動力電池中含有大量的有價金屬(Co,Ni,Li,Mn,Al,Cu,F(xiàn)e 等),回收廢舊鋰離子動力電池中的有價金屬能帶來很好的經(jīng)濟效益,實現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展。
目前工業(yè)上應(yīng)用的回收廢舊鋰離子電池的方法以火法冶金工藝和濕法冶金工藝為主?;鸱ㄒ苯鸸に囂幚砹看?、工藝簡單、能處理種類繁雜的電池;但火法冶金工藝成本高、對設(shè)備的要求高、處理過程中會產(chǎn)生大量的有害氣體。濕法冶金工藝處理成本低、有價金屬的回收率高、工藝穩(wěn)定性好;但濕法冶金工藝流程長,處理量小,處理過程中產(chǎn)生大量的廢液需進(jìn)一步環(huán)保處理。鑒于兩種工藝的優(yōu)缺點,目前廢舊鋰離子動力電池回收以及資源化研究以濕法冶金和火法冶金聯(lián)合工藝為主。在預(yù)處理步驟的基礎(chǔ)上采用熱處理工藝富集正極材料,通過酸浸、萃取的深度處理步驟有效回收廢舊電池中的有價金屬。