「废纸回收厂」,银制合金

  • A+
所属分类:金回收

「废纸回收厂」,银制合金

「废纸回收厂」,银制合金
无机盐工业第39卷第11期
废旧电池中有价金属回收利用探讨
青岛科技大学化工学院,山东青岛
摘要:随着中国经济的稳步发展和投资环境的不断优化,中国已成为电池的制造和消费大国,每年产生数亿只废旧电池。对废旧电池的回收利用已成为全社会关注的问题。介绍了废旧电池中有价金属的回收利用方法,着重介绍了锂离子二次电池正极材料有价金属的回收利用方法。指出,中国商品化的正极材料只有钴酸锂2,这种正极材料钴含量高,且钴价值高,并且回收工艺可行,因此,从钴酸锂正极材料中回收钴等「上门回收黄金需要注意什么」有价金属,对发展中国的循环经济具有重要意义。同时介绍了锂离子二次电池正极材料的研究现状。
关键词:电池;锂离子二次电池;有价金属;回收
随着国民经济的稳步发展,科技的不断进步,电池的用量迅速增加,中国已成为电池生产和消耗大国。根据中国固体废物的分类方法,汞、铑、钯、镉、镍、锂离子电池及生产中的废物均属于危险废物范畴。笔者着重对锂离子二次电池正极材料的回收利用进行探讨。
1对普通废旧电池的回收处理
笔者认为:解决废旧电池的回收问题,必须靠科技进步,从源头抓起,控制有害物的使用,延长电池的使用寿命。可借助国外的经验,如:以旧换新,像日本那样对废旧电池处理采取补贴的政策,或由电池生产厂家交纳相应数量的处理费用等来解决回收资金问题。可采用填埋与处理相结合的方法,尽量将污染降到最低。对于废旧电池的处理,特别是一次电池应以干法为主,在100~150℃蒸出汞,
进一步回收锰、银制合金,或采用湿法冶金技术回收有价金属。对于镍镉电池的回收,北京科技大学、中南科技大学等单位都作了各种研究,取得了很好的「废纸回收厂」成绩,但至今未见工业化报道。
2锂离子二次电池正极材料研究现状
2.1锂离子二次电池的结构与正极材料
锂离子二次电池包括正极、负极、电解质、隔膜、正极引线、负极引线、中心端子、安全阀、温度控制端子,电池外壳等部件。正极材料包括钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、钒的氧化物等。负极材料主要是碳基材料,如:石墨化碳材料、无定形碳材料、硅基材料、新型合金、氮化物等。电解质多为全固电解质及凝胶聚合物等。外壳一般为不锈钢、镀镍式塑料外壳。隔膜一般是聚乙烯、聚丙烯膜。一般来说,在锂离子二次电池中,以过渡金属氧化物所表现出的性能最佳,主要有层状结构的钴酸锂2、层状结构的镍酸锂2以及尖晶石型锰酸锂4等。
2.22正极材料的研究现状
由于钴酸锂正极材料电容量高理论容量为274·/,实际容量已达155·/,具有放电平稳、适合大电流放电、比能量高、循环性能好、平均电压高3.7等优点,再加上制备工艺较简单、成熟,所以目「黄金拿到哪里回收」前已商品化的绝大部分锂离子二次电池采用钴酸锂作正极材料。它由质量分数约90%的钴酸锂活性物质组成。目前中国钴酸锂电池生产厂家达20~30家。生产钴酸锂原料四氧化三钴、优质碳酸钴的生产厂家有3家。以赣州钴钨有限责任公司为代表的生产企业,产品34质量分数99.5%,杂质含量低,物理性能好,尤其是粒径分布均匀,产品质量已达到国外同类产品水平。
2.3其他锂离子二次电池正极材料的研究现状
继2正极材料之后,因为镍和钴性质相近,价格相对低廉,其最高能量密度为150·/,工作电压范围为2.5~4.1,理论可逆电容275·/,实际容量达200~220·/,是目前研究的各种正极材料中容量最高的系列。但是其合成较困难,主要原因是在高温条件下2易分解,与2化学计量比难以控制,过量的2+处于2平面之间的锂层中,妨碍了锂离子的脱嵌。同时由于3+比3+更难得到,合成需要在氧气氛围下进行,所以难以控制。
中国有丰富的锰资源,锰价格低,是大量生产锂
离子电池的理想材料,且24尖晶石结构较2「废纸回收厂」容易制造。24系还可以插入过量的锂,形成富锂尖晶石相1+24。过量的锂可以补偿电池碳负极的损耗,而增加电池容量。但是锰的氧化物结构与价态变化复杂,制备和充电条件不易掌握,以及容量偏低、高温下衰变快等问题,其应用范围受到一定限制。
金属钒氧化物具有开放式层状结构,层内一般为共价键,层间为弱的范德华力或氢键,可以嵌入原子或分子。钒的氧化物价态多样,具有良好的反应活性,与其他正极材料相比具有较高的比容量。但随锂离子的不断嵌入,钒氧化物导电率不断下降,从而影响电池的循环寿命。如何改善钒氧化物的电化学性能已成为当前研究的热点。
近年来大量研究资料报道了锂离子正极掺杂材料,如在2,2等正极材料中掺杂镍、钴、锰、铂、钡、锶、钛等。日本公司开发了镍酸锂正极材料0.80。21-2为金属元素,0.01~0.10,0.005~0.010,金属元素为钡、锶、钠中的一种。该材料具有高放「镀金怎么不掉色」电容量181·/,比目前使用的钴酸锂高20%以上,抑制了充电温度升高,大幅度改善了安全性能和循环性能。中国研究了1-20.1~0.2,既改善了2的缺点,又体现出比2更好的性能。笔者认为,研究掺杂正极材料,发现新的合成方法,探索合成反应机理,重视开发和技术创新,形成有中国自主知识产权的新产品、新工艺是今后研究的重点。
3废锂离子二次电池回收利用
3.1国内外废锂离子二次电池回收情况
52无机盐工业第39卷第11期
3.2锂离子二次电池有价金属的提取
文献报道的锂离子二次电池的回收方法归纳起来一般是,将废电池解体粉碎分选、回收金属或塑料外壳,其目的就是分离出正极材料。日本学者金村志提出,将分出来的正极材料投入焙烧炉还原焙烧,还原出金属钴和氧化锂,氧化锂被蒸出回收,金属钴与铂、金制成含碳合金,然后对此合金进行分离提取出钴盐、镍盐等。索尼公司和住友金属公司是将电池焚烧除有机物,再筛选除和后溶于酸中,再用有机溶剂提取氧化钴;还有的经热处理,用煤油和甲基异丁基甲醇泡沫浮选分离出2;还有将其酸溶净化后电解得金属钴。最好的方法是,利用2不溶于碱和23仅溶于还原性稀酸质量分数20%的性质,采用湿法冶金的方法进行提取。具体方法为:将分离出的正极材料首先碱溶以除去,23少量,之后用24
+22进行浸取,发生如下反应:
溶液中还含有少量2+,2+等。广东五邑大学吴芳博士报道了将此种浸出液采用204萃取净化[2],然后再用507萃取分离钴、锂,最后反萃取回收硫酸钴,再从反萃余液回收碳酸锂的工艺。该法设备投资大,工艺条件不易掌握,操作繁琐,且萃取剂价格贵,溶剂易燃有毒。但回收产品纯度和回收率高,回收成本低,不失为一种好的回收方法。
笔者曾对此做过小试探索,具体过程是:将分出的正极材料粉碎,加入质量分数20%溶液,加热0.5~1.0,使生成22,过滤洗涤以除去材料中的大部分铂。滤渣加质量分数30%~40%24溶液,并加入少量22,在60~80℃完全「金渣镀金镀银回收」溶解,溶液中除2+和+之外还有少量2+和3+。用23溶液调节溶液至2.0~3.5,加热到90℃,在不断搅拌下滴加质量分数1%22,或通空气将2+氧化成3+,停止搅拌,即有3和少量3沉淀析出,可过滤除去。配制质量分数15%~20%的草酸铵溶液4.0~4.2,加热至60℃,在40℃并不断搅拌下加入到除银后的滤液中,控制1.5~1.7,草酸钴沉淀过滤、洗涤、烘干。滤液经浓缩在高于95℃时
加入饱和23溶液,沉出23。
据报道,用浮选法可从移动电话使用的废锂离
子电池中回收锂钴氧化物[3]。
锂离子二次电池的回收方法国内外研究较多,不再赘述。将回收的,或氧化物制成锂离子电池正极材料,可达到循环利用的目的。
3.3社会和经济效益
据报道,中国仅电池生产就需要金属钴3000/以上。这些钴60%以上依靠进口。废锂离子二次电池含钴量较高,按每只电池用钴6~8计,按每年回收废电池2亿只计,则可回收金属钴
1200~1600,价值3.6亿~4.8亿元。
中国是一个电池消费大国,每年有数亿只废旧电池被弃。这些废物含有大量的贵金属,严重污染环境,应尽快建「废纸回收厂」立完善的回收机制做无害化处理。
锂离子二次电池性能优异,应用广泛,发展迅速,是各国研究开发的重点。但就目前而言,中国商品化的只有2正极材料。这种正极材料钴含量高,是紧缺的战略资源,价值高,回收工艺可行,经济效益显著,提取金属钴等有价金属,对中国循环经济和可持续发展具有重要意义。

「废纸回收厂」,银制合金

weinxin
胡经理
这是我的微信扫一扫

发表评论

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen: