कचरा लिथियम आयन बॅटरीमध्ये धातू पुनर्प्राप्तीचे संशोधन आणि प्रगती

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Muuzaji wa Kituo cha Umeme kinachobebeka

२१ व्या शतकात ऊर्जा आणि पर्यावरण हे दोन प्रमुख प्रश्न आहेत, नवीन ऊर्जा विकास आणि संसाधनांचा विकास हा मानवी शाश्वत विकासाचा आधार आणि दिशा आहे. अलिकडच्या वर्षांत, हलक्या दर्जाचे, लहान आकारमानाचे, स्व-डिस्चार्ज, मेमरी इफेक्ट नसलेले, विस्तृत ऑपरेटिंग तापमान श्रेणी, जलद चार्ज आणि डिस्चार्ज, दीर्घ सेवा आयुष्य, पर्यावरण संरक्षण आणि इतर फायद्यांमुळे लिथियम-आयन बॅटरीचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जात आहे. १९९० मध्ये, सर्वात आधीच्या व्हिटिंगहॅमने Li-TIS प्रणाली वापरून पहिली लिथियम-आयन बॅटरी बनवली, १९९० पासून ४० वर्षांहून अधिक काळ ती विकसित झाली आहे, खूप प्रगती केली आहे.

आकडेवारीनुसार, जून २०१७ मध्ये माझ्या देशात लिथियम-आयन बॅटरीची एकूण संख्या ८.९९ अब्ज होती, ज्यामध्ये ३४.६% वाढ झाली.

आंतरराष्ट्रीय स्तरावर, एरोस्पेस पॉवर क्षेत्रातील लिथियम-आयन बॅटरी अभियांत्रिकी अनुप्रयोग टप्प्यात प्रवेश केल्या आहेत आणि जगातील काही कंपन्या आणि लष्करी विभागांनी लिथियम-आयन बॅटरीसाठी अवकाशात विकसित केले आहेत, जसे की युनायटेड स्टेट्स, नॅशनल एरोनॉटिक्स अँड स्पेस अॅडमिनिस्ट्रेशन (NASA), EAGLE-Picher बॅटरी कंपनी, फ्रान्स SAFT, जपानची JAXA, इ. लिथियम आयन बॅटरीच्या व्यापक वापरामुळे, बॅटरीजचा वापर अधिकाधिक प्रमाणात कमी होत आहे. २०२० च्या आधी आणि नंतर, माझ्या देशातील एकमेव शुद्ध इलेक्ट्रिक (प्लग-इनसह) प्रवासी कार आणि हायब्रिड प्रवासी वाहन पॉवर लिथियम बॅटरी १२-७७ दशलक्ष टन असणे अपेक्षित आहे.

लिथियम-आयन बॅटरीला हिरवी बॅटरी म्हटले जात असले तरी, त्यात Hg, PB सारखे कोणतेही हानिकारक घटक नसतात, परंतु त्यातील सकारात्मक पदार्थ, इलेक्ट्रोलाइट द्रावण इत्यादी असतात, ज्यामुळे पर्यावरणाला मोठे प्रदूषण होते आणि संसाधनांचा अपव्यय देखील होतो. म्हणून, देश-विदेशातील कचरा लिथियम-आयन बॅटरीच्या पुनर्प्राप्ती प्रक्रियेच्या प्रक्रियेच्या स्थितीचा आढावा घ्या आणि कचरा लिथियम-आयन बॅटरी पुनर्प्राप्ती प्रक्रियेच्या विकासाच्या दिशेने सारांश द्या, त्याचे व्यावहारिक महत्त्व आहे.

लिथियम-आयन बॅटरीच्या एका महत्त्वाच्या घटकामध्ये एक केसिंग, एक इलेक्ट्रोलाइट, एनोड मटेरियल, एक कॅथोड मटेरियल, एक अॅडेसिव्ह, एक कॉपर फॉइल आणि एक अॅल्युमिनियम फॉइल आणि यासारख्या गोष्टींचा समावेश होतो. त्यापैकी, CO, Li, Ni वस्तुमान अंश 5% ते 15%, 2% ते 7%, 0.5% ते 2% आहे, तसेच Al, Cu, Fe सारखे धातू घटक आणि महत्त्वाच्या घटकांचे मूल्य, एनोड. पदार्थ आणि कॅथोड पदार्थ अनुक्रमे सुमारे 33% आणि 10% आहेत आणि इलेक्ट्रोलाइट आणि डायाफ्राम अनुक्रमे 12% आणि 30% आहेत.

टाकाऊ लिथियम आयन बॅटरीमध्ये सापडलेले महत्त्वाचे धातू म्हणजे Co आणि Li, एनोड मटेरियलवर केंद्रित कोबाल्ट लिथियम फिल्म. विशेषतः माझ्या देशात कोबाल्ट संसाधने तुलनेने कमी आहेत, विकास आणि वापर कठीण आहे आणि लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये कोबाल्टचे वस्तुमान अंश सुमारे १५% आहे, जे सोबत असलेल्या कोबाल्ट खाणींच्या ८५० पट आहे. सध्या, LiCoO2 चा वापर पॉझिटिव्ह मटेरियलची लिथियम आयन बॅटरी आहे, ज्यामध्ये लिथियम कोबाल्ट ऑर्गेंट, लिथियम हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट, सेंद्रिय कार्बोनेट, कार्बन मटेरियल, तांबे, अॅल्युमिनियम इत्यादी असतात.

, महत्त्वाचे धातूचे प्रमाण तक्ता १ मध्ये दाखवले आहे. कचरा लिथियम-आयन बॅटरीवर प्रक्रिया करण्यासाठी ओल्या प्रक्रियेचा वापर सध्या अधिकाधिक प्रक्रियांचा अभ्यास केला जात आहे आणि प्रक्रिया प्रवाह आकृती १ मध्ये दर्शविला आहे. महत्त्वाचा अनुभव ३ टप्पे: १) पुनर्प्राप्त रिलीफ लिथियम आयन बॅटरी पूर्णपणे डिस्चार्ज होईपर्यंत दाबा, साधे विभाजन इ.

प्री-ट्रीटमेंटनंतर मिळणारे इलेक्ट्रोड मटेरियल विरघळते, ज्यामुळे विविध धातू आणि त्याचे संयुगे आयनच्या स्वरूपात लीचिंग लिक्विडमध्ये जातात; ३) लीचिंग सोल्युशनमध्ये मौल्यवान धातूचे पृथक्करण आणि पुनर्प्राप्ती, हा टप्पा कचरा लिथियम आयन बॅटरी उपचार प्रक्रियेची गुरुकिल्ली आहे. हे देखील अनेक वर्षांपासून संशोधकांचे लक्ष आणि अडचणी आहेत. सध्या, विद्रावक निष्कर्षण, अवक्षेपण, इलेक्ट्रोलिसिस, आयन विनिमय पद्धत, खारटपणा आणि एटिओलॉजीसह वेगळे करण्याची आणि पुनर्प्राप्तीची पद्धत महत्त्वाची आहे. 1.

१, उर्वरित विजेचा पूर्व-विद्युत कचरा, आयन बॅटरीचा अवशिष्ट भाग, प्रक्रिया करण्यापूर्वी पूर्णपणे सोडला जातो, अन्यथा अवशिष्ट ऊर्जा मोठ्या प्रमाणात उष्णतेवर केंद्रित होईल, ज्यामुळे सुरक्षिततेचे धोके यासारखे प्रतिकूल परिणाम होऊ शकतात. कचरा लिथियम आयन बॅटरीची डिस्चार्ज पद्धत दोन प्रकारांमध्ये विभागली जाऊ शकते, जे भौतिक डिस्चार्ज आणि रासायनिक डिस्चार्ज आहेत. त्यापैकी, भौतिक स्त्राव म्हणजे शॉर्ट-सर्किट डिस्चार्ज, सामान्यतः द्रव नायट्रोजन आणि इतर गोठवणारे द्रव वापरून कमी-तापमानाचे गोठवतात आणि नंतर छिद्र जबरदस्तीने स्त्राव दाबतात.

सुरुवातीच्या काळात, Umicore, US Umicore, TOXCO कचरा लिथियम आयन बॅटरी सोडण्यासाठी द्रव नायट्रोजन वापरते, परंतु ही पद्धत उपकरणांसाठी जास्त आहे, मोठ्या प्रमाणात औद्योगिक अनुप्रयोगांसाठी योग्य नाही; रासायनिक डिस्चार्ज प्रवाहकीय द्रावणात असतो (NaCl द्रावणात इलेक्ट्रोलिसिसमध्ये अवशिष्ट ऊर्जा सोडा). सुरुवातीला, नान जुनमिन इत्यादींनी पाणी आणि इलेक्ट्रॉन वाहक घटक असलेल्या स्टीलच्या कंटेनरमध्ये मोनोमर कचरा लिथियम आयन बॅटरी ठेवली होती, परंतु लिथियम आयन बॅटरीच्या इलेक्ट्रोलाइटमध्ये LiPF6 असल्याने, पाण्याच्या संपर्कात प्रतिक्रिया परावर्तित झाली.

एचएफ, पर्यावरण आणि ऑपरेटरना हानी पोहोचवते, म्हणून डिस्चार्ज झाल्यानंतर लगेचच अल्कधर्मी विसर्जन करणे आवश्यक आहे. अलिकडच्या वर्षांत, सॉन्ग शिउलिंग इ. 2g/L ची एकाग्रता, डिस्चार्ज वेळ 8h आहे, अंतिम एकत्रीकरण व्होल्टेज 0 पर्यंत कमी केले आहे.

५४ व्ही, हिरव्या कार्यक्षम डिस्चार्ज आवश्यकता पूर्ण करते. याउलट, रासायनिक डिस्चार्जची किंमत कमी आहे, ऑपरेशन सोपे आहे, मोठ्या प्रमाणात डिस्चार्जचा वापर पूर्ण करू शकते, परंतु इलेक्ट्रोलाइटचा धातूच्या घरांवर आणि उपकरणांवर नकारात्मक परिणाम होतो. 1.

२, इलेक्ट्रोड मटेरियलला मल्टी-स्टेज क्रशिंग, स्क्रीनिंग इत्यादींद्वारे वेगळे करण्यासाठी ब्रेकिंग सेपरेशन आणि फ्रॅगमेंटेशनची प्रक्रिया महत्त्वाची आहे. मल्टी-स्टेज क्रशिंग, स्क्रीनिंग इत्यादीद्वारे. मल्टी-स्टेज क्रशिंग, स्क्रीनिंग इत्यादीद्वारे.

, आगीचा पुढील वापर सुलभ करण्यासाठी. पद्धत, ओली पद्धत, इ. यांत्रिक पृथक्करण पद्धत ही सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या प्रीट्रीटमेंट पद्धतींपैकी एक आहे, ज्यामुळे कचरा लिथियम-आयन बॅटरीचे मोठ्या प्रमाणात औद्योगिक पुनर्प्राप्ती उपचार साध्य करणे सोपे आहे.

SHIN आणि इतर, क्रशिंग, स्क्रीनिंग, चुंबकीय पृथक्करण, बारीक पल्व्हरायझिंग आणि वर्गीकरण प्रक्रियेद्वारे LiCoO2 पृथक्करण समृद्धीकरण साध्य करणे. परिणाम दर्शवितात की लक्ष्य धातूची पुनर्प्राप्ती चांगल्या परिस्थितीत सुधारली जाऊ शकते, परंतु लिथियम आयन बॅटरीची रचना जटिल असल्याने, या पद्धतीने घटक पूर्णपणे वेगळे करणे कठीण आहे; ली आणि इतर.

, नवीन प्रकारच्या यांत्रिक पृथक्करण पद्धतीचा वापर, सुधारणा CO ची पुनर्प्राप्ती कार्यक्षमता ऊर्जा वापर आणि प्रदूषण कमी करते. इलेक्ट्रोड मटेरियल स्प्लिटबद्दल, ते ५५ डिग्री सेल्सिअस वॉटर बाथमध्ये धुवून ढवळले गेले आणि मिश्रण १० मिनिटे ढवळले गेले आणि परिणामी ९२% इलेक्ट्रोड मटेरियल वर्तमान द्रव धातूपासून वेगळे केले गेले. त्याच वेळी, वर्तमान संग्राहक धातूच्या स्वरूपात पुनर्प्राप्त केला जाऊ शकतो.

१.३, उष्णता उपचार प्रक्रिया ही सेंद्रिय पदार्थ, टोनर इत्यादी काढून टाकण्यासाठी उष्णता उपचार महत्वाचे आहे.

टाकाऊ लिथियम आयन बॅटरीजचे आणि इलेक्ट्रोड मटेरियल आणि करंट फ्लुइड्सचे पृथक्करण. सध्याची उष्णता उपचार पद्धत ही बहुतेक उच्च तापमानाची पारंपारिक उष्णता उपचार पद्धत आहे, परंतु कमी पृथक्करण, पर्यावरण प्रदूषण इत्यादी समस्या आहेत, या प्रक्रियेत आणखी सुधारणा करण्यासाठी, अलिकडच्या वर्षांत, संशोधन अधिकाधिक होत आहे.

SUN आणि इतर, उच्च-तापमानाच्या व्हॅक्यूम पायरोलिसिसमध्ये, कचरा बॅटरी मटेरियल व्हॅक्यूम फर्नेसमध्ये गोळा केला जातो आणि तो ३० मिनिटांसाठी १० डिग्री सेल्सिअस ते ६०० डिग्री सेल्सिअस तापमानात विघटित केला जातो आणि सेंद्रिय पदार्थ एका लहान रेणू द्रव किंवा वायूमध्ये विघटित केला जातो. ते रासायनिक कच्च्या मालासाठी स्वतंत्रपणे वापरले जाऊ शकते.

त्याच वेळी, LiCoO2 थर सैल होतो आणि गरम केल्यानंतर अॅल्युमिनियम फॉइलपासून वेगळे करणे सोपे होते, जे अंतिम अजैविक धातू ऑक्साईडसाठी फायदेशीर आहे. कचरा लिथियम आयन बॅटरी पॉझिटिव्ह मटेरियलची पूर्व-प्रक्रिया. परिणाम दर्शवितात की जेव्हा सिस्टम 1 पेक्षा कमी असते.

० kPa, अभिक्रिया तापमान ६०० ¡ã सेल्सिअस, अभिक्रिया वेळ ३० मिनिटे, सेंद्रिय बाईंडर मोठ्या प्रमाणात काढता येतो आणि बहुतेक सकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय पदार्थ अॅल्युमिनियम फॉइलपासून वेगळे केले जातात, अॅल्युमिनियम फॉइल अखंड ठेवले जाते. पारंपारिक उष्णता उपचार तंत्रांच्या तुलनेत, उच्च-तापमान व्हॅक्यूम पायरोलिसिस स्वतंत्रपणे पुनर्प्राप्त केले जाऊ शकते, संसाधनांचा व्यापक वापर सुधारते, तसेच सेंद्रिय पदार्थांमधील विषारी वायूंचे विघटन होऊन पर्यावरणावर दूषित होण्यापासून रोखते, परंतु उपकरणे उच्च, जटिल आहेत, औद्योगिकीकरणाच्या जाहिरातीला काही मर्यादा आहेत. 1.

4. अनेकदा जोरदार ध्रुवीय सेंद्रिय द्रावकाच्या विघटन इलेक्ट्रोडवरील PVDF, जेणेकरून पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोड मटेरियल वर्तमान द्रव अॅल्युमिनियम फॉइलपासून वेगळे केले जाते. लियांग लिजुन यांनी क्रशिंग पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोड मटेरियल विरघळवण्यासाठी विविध ध्रुवीय सेंद्रिय सॉल्व्हेंट्स निवडले आणि त्यांना आढळले की इष्टतम सॉल्व्हेंट N-मिथाइलपायरोलिडोन (NMP) आहे आणि पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोड मटेरियल सक्रिय पदार्थ LIFEPO4 आणि कार्बन मिश्रण इष्टतम परिस्थितीत बनवता येते.

ते अॅल्युमिनियम फॉइलपासून पूर्णपणे वेगळे केले जाते; हॅनिश आणि इतर, उष्णता उपचार आणि यांत्रिक दाब वेगळे करणे आणि स्क्रीनिंग प्रक्रियेनंतर इलेक्ट्रोड पूर्णपणे निवडण्यासाठी विरघळण्याची पद्धत वापरतात. इलेक्ट्रोडवर NMP मध्ये ९० डिग्री सेल्सिअस तापमानात १० ते २० मिनिटे प्रक्रिया करण्यात आली. 6 वेळा पुनरावृत्ती केल्यानंतर, इलेक्ट्रोड मटेरियलमधील बाईंडर पूर्णपणे विरघळू शकते आणि पृथक्करण प्रभाव अधिक सखोल असतो.

विद्राव्यतेची तुलना इतर पूर्व-उपचार पद्धतींशी केली जाते, आणि ऑपरेशन सोपे आहे, आणि ते पृथक्करण प्रभाव आणि पुनर्प्राप्ती दर प्रभावीपणे सुधारू शकते आणि औद्योगिक अनुप्रयोगाची शक्यता चांगली आहे. सध्या, बाईंडर बहुतेकदा NMP द्वारे वापरले जाते, जे चांगले आहे, परंतु किंमतीचा अभाव, अस्थिरता, कमी विषारीपणा इत्यादींमुळे, काही प्रमाणात, काही प्रमाणात, त्याचा औद्योगिक प्रोत्साहन अनुप्रयोग.

विघटन लीचिंग प्रक्रिया म्हणजे प्रीट्रीटमेंटनंतर मिळालेले इलेक्ट्रोड मटेरियल विरघळवणे, जेणेकरून इलेक्ट्रोड मटेरियलमधील धातूचे घटक आयनच्या स्वरूपात द्रावणात विरघळतील आणि नंतर विविध पृथक्करण तंत्रांनी निवडकपणे वेगळे केले जातील आणि महत्त्वाचे धातू CO पुनर्प्राप्त केले जाईल, Li आणि इतर. विरघळलेल्या लीचिंगच्या पद्धती महत्त्वाच्या पद्धतींमध्ये रासायनिक लीचिंग आणि जैविक लीचिंग यांचा समावेश आहे. 2.

१, रासायनिक लीचिंग पारंपारिक रासायनिक लीचिंग पद्धत म्हणजे आम्ल विसर्जन किंवा क्षारीय विसर्जनाद्वारे इलेक्ट्रोड पदार्थांचे विरघळणारे लीचिंग साध्य करणे आणि त्यात स्टेप लीचिंग पद्धत आणि टू-स्टेप लीचिंग पद्धत समाविष्ट करणे महत्वाचे आहे. एक-चरण लीचिंग पद्धतीमध्ये सामान्यतः इलेक्ट्रोड मटेरियल थेट इलेक्ट्रोड मटेरियलमध्ये विरघळवण्यासाठी HCl, HNO3, H2SO4 आणि तत्सम अजैविक आम्ल वापरले जाते, परंतु अशा पद्धतीमध्ये CL2, SO2 सारखे हानिकारक वायू असतील, जेणेकरून एक्झॉस्ट गॅस ट्रीटमेंट होईल. अभ्यासात असे आढळून आले की लीचिंग एजंटमध्ये H2O2, Na2S2O3 आणि H2O2, Na2S2O3 सारखे इतर रिड्यूसिंग एजंट जोडले गेले आणि ही समस्या प्रभावीपणे सोडवता येते आणि CO3 + लीचिंग द्रवात CO2 + विरघळवणे देखील सोपे होते, ज्यामुळे लीचिंग दर वाढतो.

पॅन झियाओयोंग आणि इतर. इलेक्ट्रोड मटेरियल बाहेर काढण्यासाठी, CO, Li वेगळे करण्यासाठी आणि पुनर्प्राप्त करण्यासाठी H2SO4-Na2S2O3 प्रणाली स्वीकारते. निकालांवरून असे दिसून आले की H+ सांद्रता 3 mol/L, Na2S2O3 सांद्रता 0.

२५ मोल/लीटर, द्रव घन गुणोत्तर १५:१, ९० ¡ã सेल्सिअस, CO, Li लीचिंग दर ९७% पेक्षा जास्त होता; चेन लियांग आणि इतर, H2SO4 + H2O2 लीचिंग करत होते सक्रिय पदार्थ लीचिंग करत होते. निकालांवरून असे दिसून आले की द्रव घन प्रमाण 10:1 होते, H2SO4 सांद्रता 2.5 mol/l होती, H2O2 2 ने जोडले गेले.

० मिली/ग्रॅम (पावडर), तापमान ८५ डिग्री सेल्सिअस, लीचिंग वेळ १२० मिनिटे, Co, Ni आणि Mn, अनुक्रमे ९७%, ९८% आणि ९६%; लू शियुआन आणि इतर. कचरा उच्च-निकेल लिथियम-आयन बॅटरी पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोड मटेरियल (lini0.6CO0) बाहेर काढण्यासाठी H2SO4 + राइज्ड एजंट सिस्टमचा वापर लीच करण्यासाठी.

2Mn0.2O2), धातूच्या लीचिंग प्रभावांवर वेगवेगळ्या कमी करणाऱ्या घटकांचा (H2O2, ग्लुकोज आणि Na2SO3) अभ्यास केला. प्रभाव.

निकालांवरून असे दिसून येते की सर्वात योग्य परिस्थितीत, H2O2 चा वापर कमी करणारे एजंट म्हणून केला जातो आणि महत्त्वाच्या धातूचा लीचिंग प्रभाव अनुक्रमे 100%, 96.79%, 98.62%, 97% असतो.

आम्ल कमी करणाऱ्या घटकांचा वापर लीचिंग सिस्टीम म्हणून करणे, ही कचरा लिथियम-आयन बॅटरीच्या सध्याच्या औद्योगिक प्रक्रियेतील मुख्य प्रवाहातील लीचिंग प्रक्रिया आहे कारण त्यात थेट आम्ल विसर्जन, उच्च लीचिंग दर, जलद प्रतिक्रिया दर इत्यादी फायदे आहेत. दोन-चरणांची लीचिंग पद्धत म्हणजे साध्या पूर्व-उपचारानंतर अल्कली लीचिंग करणे, जेणेकरून NaAlO2 स्वरूपात Al, NaAlO2 स्वरूपात, आणि नंतर लीचिंग द्रावण म्हणून कमी करणारे एजंट H2O2 किंवा Na2S2O3 जोडून, ​​प्राप्त होईल. लीचिंग द्रव pH समायोजित करून समायोजित केला जातो, निवडकपणे Al, Fe सेटल करतो आणि प्राप्त मदर लिकर गोळा करतो जेणेकरून प्राप्त मदर लिकर आणि पृथक्करण आणि पृथक्करण पुढे चालू राहील. डेंग चाओ योंग आणि इतर.

१०% NaOH द्रावण वापरून हे केले गेले आणि Al लीचिंग दर ९६.५% होता, २ mol/L H2SO4 आणि ३०% H2O2 आम्ल विसर्जन होते आणि CO लीचिंग दर ९८.८% होता.

लीचिंग तत्व खालीलप्रमाणे आहे: 2licoo2 + 3H2SO4 + H2O2→Li2SO4 + 2CoSO4 + 4H2O + O2 हे मल्टि-स्टेज एक्स्ट्रॅक्शनसह प्राप्त केलेल्या लीचिंग सोल्यूशनद्वारे प्राप्त केले जाईल आणि अंतिम CO रिकव्हरी 98% पर्यंत पोहोचेल. ही पद्धत सोपी, वापरण्यास सोपी, कमी गंज आणि कमी प्रदूषण आहे. 2.

२, जैविक लीचिंग कायदा तंत्रज्ञानाच्या विकासाप्रमाणे, बायोमेट्रियल तंत्रज्ञानाच्या कार्यक्षम पर्यावरण संरक्षणामुळे, कमी किमतीमुळे त्याच्या विकासाच्या ट्रेंड आणि अनुप्रयोगाच्या शक्यता चांगल्या आहेत. जैविक लीचिंग पद्धत जीवाणूंच्या ऑक्सिडेशनवर आधारित आहे, ज्यामुळे धातू आयनच्या स्वरूपात द्रावणात प्रवेश करते. अलिकडच्या वर्षांत, काही संशोधकांनी जैविक लीचिंग पद्धतींच्या वापरात किंमत-किंमत असलेल्या धातूचा अभ्यास केला आहे.

मिश्रा आणि इतर. कचरा लिथियम आयन बॅटरीमधून बाहेर काढण्यासाठी अजैविक आम्ल आणि इओसब्रिक आम्ल ऑक्साइड ऑक्साइड बॅसिलस वापरणे, ऊर्जा म्हणून S आणि Fe2 + घटकांचा वापर करणे, लीचिंग माध्यमात H2SO4 आणि FE3 + आणि इतर चयापचयांचा वापर करणे आणि जुन्या लिथियम आयन बॅटरी विरघळविण्यासाठी या चयापचयांचा वापर करणे. अभ्यासात असे आढळून आले की CO चा जैविक विघटन दर Li पेक्षा जास्त आहे.

Fe2 + बायोटा वाढीच्या पुनरुत्पादनास प्रोत्साहन देऊ शकते, FE3 + आणि अवशेषांमध्ये धातू. द्रव घन गुणोत्तर जास्त, म्हणजे

, धातूच्या एकाग्रतेची नवीन वाढ, जीवाणूंच्या वाढीस प्रतिबंध करू शकते, धातू विरघळण्यास अनुकूल नाही; मार्सिनáकोव्हáइटोअॅक. पोषक माध्यम हे जीवाणूंच्या वाढीसाठी आवश्यक असलेल्या सर्व खनिजांपासून बनलेले असते आणि कमी पोषक माध्यम हे H2SO4 आणि घटक S मध्ये ऊर्जा म्हणून वापरले जाते. अभ्यासात असे आढळून आले की समृद्ध पौष्टिक वातावरणात, Li आणि CO चे जैविक लीचिंग दर अनुक्रमे 80% आणि 67% होते; कमी पौष्टिक वातावरणात, फक्त 35% Li आणि 10%.

५% CO विरघळली. पारंपारिक आम्ल-कमी करणारे एजंट लीचिंग सिस्टीमच्या तुलनेत जैविक लीचिंग पद्धतीचा फायदा कमी किमतीचा आणि हिरव्या पर्यावरण संरक्षणाचा आहे, परंतु महत्त्वाच्या धातूंचे (CO, Li et al.) लीचिंग दर तुलनेने कमी आहे आणि औद्योगिकीकरणाच्या मोठ्या प्रमाणात प्रक्रियेला काही मर्यादा आहेत.

३.१, सॉल्व्हेंट एक्सट्रॅक्शन पद्धत सॉल्व्हेंट एक्सट्रॅक्शन पद्धत ही कचरा लिथियम आयन बॅटरीच्या धातू घटकांचे पृथक्करण आणि पुनर्प्राप्तीची सध्याची प्रक्रिया आहे, जी लीचिंग द्रवामध्ये लक्ष्य आयनसह एक स्थिर कॉम्प्लेक्स तयार करते आणि योग्य सेंद्रिय सॉल्व्हेंट्स वापरते. लक्ष्य धातू आणि संयुग काढण्यासाठी वेगळे करा.

सामान्यतः वापरले जाणारे एक्सट्रॅक्टंट सायनेक्स२७२, अ‍ॅकॉर्गॅम५६४०, पी५०७, डी२ईएचपीए आणि पीसी-८८ए इत्यादींसाठी महत्त्वाचे असतात. स्वेन आणि इतर. CYANEX272 च्या अर्क सांद्रतेचा CO, Li वर होणाऱ्या परिणामाचा अभ्यास करा.

निकालांवरून असे दिसून आले की २.५ ते ४० मोल/एम३, CO चे प्रमाण ७.१५% वरून ९९ पर्यंत वाढले.

९०%, आणि Li चे उत्खनन १.३६% वरून ७.८% पर्यंत वाढले; ४० ते ७५ mol/m3 सांद्रता, CO उत्खनन दर आधारावर Li चे उत्खनन दर १८% पर्यंत नव्याने जोडले जाते, आणि जेव्हा सांद्रता ७५ mol/m3 पेक्षा जास्त असते, तेव्हा CO चे पृथक्करण घटक सांद्रता कमी करते, कमाल पृथक्करण घटक १५६४१ आहे.

वू फांगच्या द्वि-चरण पद्धतीनुसार, एक्सट्रॅक्टंट P204 चा अर्क काढल्यानंतर, CO, Li मधून P507 काढला गेला आणि नंतर H2SO4 उलट केला गेला आणि पुनर्प्राप्त केलेला अर्क Na2CO3 निवडक पुनर्प्राप्ती Li2CO3 मध्ये जोडला गेला. जेव्हा pH 5.5 असते, तेव्हा CO, Li पृथक्करण घटक पोहोचतो 1×१०५, CO पुनर्प्राप्ती ९९% पेक्षा जास्त आहे; कांग आणि इतर.

झीलिक ५% ते २०% CO, ५% ~ ७% Li, ५% ~ १०% Ni, ५% सेंद्रिय रसायने आणि ७% प्लास्टिक कचरा लिथियम आयन पासून कोबाल्ट सल्फेट बॅटरीमध्ये पुनर्प्राप्त केले जाते आणि CO सांद्रता २८ ग्रॅम / लीटर असते, pH Cu, Fe आणि Al सारख्या ६.५ स्थिर धातू आयन अशुद्धतेशी समायोजित केले जाते. नंतर सायनेक्स २७२ द्वारे शुद्ध केलेल्या जलीय अवस्थेतून निवडकपणे Co काढा, जेव्हा pH <6, the separation factor of CO / Li and CO / Ni is close to 750, and the total recovery of CO is about 92%.

असे आढळून येते की एक्सट्रॅक्टंटच्या एकाग्रतेचा एक्सट्रॅक्शन रेटवर मोठा परिणाम होतो आणि एक्सट्रॅक्शन सिस्टमच्या pH नियंत्रित करून महत्त्वाच्या धातूंचे (CO आणि Li) पृथक्करण साध्य करता येते. या आधारावर, मिश्रित निष्कर्षण प्रणालीचा वापर कचरा लिथियम-आयन बॅटरीने केला जातो, ज्यामुळे महत्त्वाच्या धातू आयनांचे निवडक पृथक्करण आणि पुनर्प्राप्ती अधिक चांगल्या प्रकारे साध्य होऊ शकते. प्रानोलो आणि इतर, मिश्रित निष्कर्षण प्रणालीने कचरा लिथियम-आयन बॅटरी लीकल्समध्ये निवडकपणे Co आणि Li पुनर्प्राप्त केले.

निकालांवरून असे दिसून येते की 2% (व्हॉल्यूम रेशो) ACORGAM 5640 हे 7% (व्हॉल्यूम रेशो) Ionquest801 मध्ये जोडले जाते आणि एक्सट्रॅक्शन Cu चे pH कमी केले जाऊ शकते आणि Cu, Al, FE हे कंट्रोल सिस्टम pH द्वारे ऑरगॅनिक टप्प्यात काढले जातील आणि Co, Ni, Li सह सेपरेशन लागू करा. त्यानंतर प्रणालीचा pH ५.५ ते ६ वर नियंत्रित केला गेला.

०, आणि CO निवडक निष्कर्षणाचे Co निवडक निष्कर्षण, निष्कर्षण द्रवपदार्थात Ni आणि Li नगण्य होते; झांग झिनले आणि इतर. आयन बॅटरीमध्ये आम्ल विसर्जन - निष्कर्षण - अवक्षेपण Co वापरण्यासाठी वापरले जाते. निकाल दर्शवितात की आम्ल घट 3 आहे.

५, आणि एक्सट्रॅक्टंट P507 आणि Cyanex272 च्या व्हॉल्यूम रेशो 1:1 ने काढले तर CO अर्क 95.5% आहे. H2SO4 रिव्हर्स फिटिंगचा त्यानंतरचा वापर, आणि अँटी-एक्सट्रॅक्ट pH चे पेलेशन 4 मिनिटे असते आणि CO चा वर्षाव दर 99 पर्यंत पोहोचू शकतो.

9%. व्यापक दृष्टिकोनातून, सॉल्व्हेंट एक्सट्रॅक्शन पद्धतीमध्ये कमी ऊर्जेचा वापर, चांगला पृथक्करण प्रभाव असे फायदे आहेत, आम्ल विसर्जन-सॉल्व्हेंट एक्सट्रॅक्शन पद्धत सध्या कचरा लिथियम आयन बॅटरीची मुख्य प्रवाहाची प्रक्रिया आहे, परंतु एक्सट्रॅक्टंट्स आणि एक्सट्रॅक्शन परिस्थितीचे पुढील ऑप्टिमायझेशन या क्षेत्रातील सध्याचे संशोधन केंद्र अधिक कार्यक्षम आणि पर्यावरणास अनुकूल आणि पुनर्वापर करण्यायोग्य प्रभाव साध्य करणे आहे. 3.

२, अवक्षेपण पद्धत म्हणजे कचरा लिथियम-आयन बॅटरी तयार करणे. विरघळल्यानंतर, CO, Li द्रावण मिळते आणि धातूंचे पृथक्करण साध्य करण्यासाठी, पर्जन्यवृष्टीमध्ये, महत्वाचे लक्ष्य धातू Co, Li, इत्यादीमध्ये अवक्षेपक जोडला जातो.

सन आणि इतर. COC 2O4 च्या स्वरूपात द्रावणात CO आयनांचा अवक्षेपण करताना H2C2O4 ला लीचिंग एजंट म्हणून वापरण्यावर भर दिला गेला आणि नंतर NaOH आणि Na2CO3 अवक्षेपक जोडून Al (OH) 3 आणि Li2CO3 ला अवक्षेपित केले गेले. पृथक्करण; PH भोवती पॅन झियाओयोंग आणि इतर 5 वर समायोजित केले आहे.

०, जे बहुतेक Cu, Al, Ni काढून टाकू शकते. पुढील निष्कर्षणानंतर, 3% H2C2O4 आणि संतृप्त Na2CO3 सेटलमेंट COC2O4 आणि Li2CO3, CO रिकव्हरी 99% पेक्षा जास्त आहे. Li रिकव्हरी रेट 98% पेक्षा जास्त आहे; कचरा लिथियम आयन बॅटरी तयार केल्यानंतर ली जिनहुई प्रीट्रीटेड, 1.43 मिमी पेक्षा कमी कण आकार 0 च्या एकाग्रतेसह स्क्रीन केला जातो.

५ ते १.० मोल/लिटर, आणि घन-द्रव प्रमाण १५ ते २५ ग्रॅम/लिटर आहे. ४० ~ ९० मिनिटे, परिणामी COC2O4 अवक्षेपण आणि Li2C2O4 लीचिंग द्रावण तयार झाले, अंतिम COC2O4 आणि Li2C2O4 पुनर्प्राप्ती ९९% पेक्षा जास्त झाली.

पर्जन्यमान जास्त आहे आणि महत्त्वाच्या धातूंचा पुनर्प्राप्ती दर जास्त आहे. नियंत्रण pH धातूंचे पृथक्करण साध्य करू शकते, जे औद्योगिकीकरण साध्य करणे सोपे आहे, परंतु अशुद्धतेमुळे सहजपणे व्यत्यय येतो, जे तुलनेने कमी आहे. म्हणून, प्रक्रियेची गुरुकिल्ली म्हणजे निवडक पर्जन्य घटक निवडणे आणि प्रक्रियेच्या परिस्थितीला अधिक अनुकूल करणे, खाजगी धातू आयन पर्जन्याचा क्रम नियंत्रित करणे, ज्यामुळे उत्पादनाची शुद्धता सुधारते.

3.3. कचरा लिथियम आयन बॅटरीमध्ये व्हॅल्व्हिली धातू पुनर्प्राप्त करण्याची इलेक्ट्रोलाइटिक इलेक्ट्रोलाइटिक पद्धत, ही इलेक्ट्रोड मटेरियल लीचिंग द्रवामध्ये रासायनिक इलेक्ट्रोलिसिसची एक पद्धत आहे, जेणेकरून ते एका किंवा गाळात कमी केले जाते.

इतर पदार्थ जोडू नका, अशुद्धता आणणे सोपे नाही, उच्च शुद्धता उत्पादने मिळवू शकतात, परंतु अनेक आयनांच्या बाबतीत, संपूर्ण निक्षेपण होते, ज्यामुळे उत्पादनाची शुद्धता कमी होते, तर जास्त विद्युत ऊर्जा वापरली जाते. म्योंग आणि इतर. HNO3 उपचारासाठी कचरा लिथियम आयन बॅटरी पॉझिटिव्ह मटेरियल लीचिंग लिक्विड हा कच्चा माल आहे आणि कोबाल्ट स्थिर संभाव्य पद्धतीने पुनर्प्राप्त केला जातो.

इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रियेदरम्यान, O2 NO3 पर्यंत कमी केले जाते - एक घट प्रतिक्रिया, OH-सांद्रता जोडली जाते आणि Ti कॅथोडच्या पृष्ठभागावर CO (OH) 2 तयार होते आणि उष्णता उपचार CO3O4 द्वारे प्राप्त केले जाते. रासायनिक अभिक्रिया प्रक्रिया खालीलप्रमाणे आहे: 2H2O + O2 + 4E→4OHNO3- + H2O + 2E→NO2- + 2OHCO3 ++ E→CO2 + CO2 ++ 2OH- / TI→CO (OH) 2 / Ti3CO (OH) 2 / Ti + 1 / 2O2→CO3O4 / TI + 3H2OFREITAS, इत्यादी, कचरा लिथियम आयन बॅटरीच्या धनात्मक पदार्थातून CO पुनर्प्राप्त करण्यासाठी स्थिर क्षमता आणि गतिमान क्षमता तंत्रज्ञानाचा वापर करतात.

परिणाम दर्शवितात की pH वाढल्याने CO ची चार्ज कार्यक्षमता कमी होते, pH = 5.40, क्षमता -1.00V, चार्ज घनता 10.

०c/सेमी २, चार्ज कार्यक्षमता कमाल आहे, ९६.६०% पर्यंत पोहोचते. रासायनिक अभिक्रिया प्रक्रिया खालीलप्रमाणे आहे: CO2 ++ 2OH-→CO (OH) 2 (S) CO (OH) 2 (S) + 2E→CO (S) + 2OH-3.

४, आयन विनिमय पद्धत आयन विनिमय पद्धत म्हणजे Co, Ni सारख्या वेगवेगळ्या धातू आयन संकुलांच्या शोषण क्षमतेतील फरक, ज्यामुळे धातूंचे पृथक्करण आणि निष्कर्षण लक्षात येते. फेंग आणि इतर. पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोड मटेरियल H2SO4 लीचिंग लिक्विडमधून CO च्या पुनर्प्राप्तीमध्ये भर घालणे.

कोबाल्टच्या पुनर्प्राप्ती दराचा आणि pH, लीचचे चक्र यासारख्या घटकांपासून इतर अशुद्धतेचे पृथक्करण करण्याचा अभ्यास. निकालांवरून असे दिसून आले की TP207 रेझिनचा वापर pH = 2.5 नियंत्रित करण्यासाठी केला गेला, रक्ताभिसरण 10 वर प्रक्रिया केली गेली.

Cu काढून टाकण्याचा दर ९७.४४% पर्यंत पोहोचला आणि कोबाल्टची पुनर्प्राप्ती ९०.२% पर्यंत पोहोचली.

या पद्धतीमध्ये लक्ष्य आयनची मजबूत निवडकता आहे, प्रक्रिया सोपी आहे आणि ऑपरेट करणे सोपे आहे, कचरा लिथियम आयन बॅटरीमधील चल धातूच्या किंमतीच्या निष्कर्षणासाठी काढले जाते, ज्याने नवीन मार्गांनी पुरवठा केला आहे, परंतु उच्च किमतीच्या मर्यादेमुळे, औद्योगिक अनुप्रयोग. ३.५, सॅलिनायझेशनचे सॉल्टिंगेशन म्हणजे कचरा लिथियम आयन बॅटरी लीचिंग सोल्युशनमध्ये संतृप्त (NH4) 2SO4 द्रावण आणि कमी डायलेक्ट्रिक स्थिरांक सॉल्व्हेंट जोडून लीचिंग लिक्विडचा डायलेक्ट्रिक स्थिरांक कमी करणे, ज्यामुळे लीचिंग लिक्विडचा डायलेक्ट्रिक स्थिरांक कमी होतो आणि कोबाल्ट मीठ द्रावणातून बाहेर पडते.

ही पद्धत सोपी, वापरण्यास सोपी आणि कमी आहे, परंतु विविध धातू आयनांच्या परिस्थितीत, इतर धातूंच्या क्षारांच्या वर्षावासह, उत्पादनाची शुद्धता कमी करते. जिन युजियान आणि इतर, इलेक्ट्रोलाइट द्रावणाच्या आधुनिक सिद्धांतानुसार, खारट लिथियम आयन बॅटरीचा वापर. LiiCoO2 मधील HCl लीचिंग द्रवातून एक संतृप्त (NH4) 2SO4 जलीय द्रावण आणि निर्जल इथेनॉल पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोड म्हणून जोडले गेले आणि जेव्हा द्रावण, संतृप्त (NH4) 2SO4 जलीय द्रावण आणि निर्जल इथेनॉल 2:1:3 होते, तेव्हा CO2 + पर्जन्य दर 92% पेक्षा जास्त होता.

परिणामी खारट उत्पादन (NH4) 2CO (SO4) 2 आणि (NH4) Al (SO4) 2 आहे, जे दोन्ही क्षार वेगळे करण्यासाठी खंडित क्षारांचा वापर करते, ज्यामुळे वेगवेगळी उत्पादने मिळतात. कचरा लिथियम आयन बॅटरी लीचमधील मौल्यवान धातू काढण्याबद्दल आणि वेगळे करण्याबद्दल, वरील काही अधिक अभ्यास करण्याचे मार्ग आहेत. प्रक्रिया आकारमान, ऑपरेटिंग खर्च, उत्पादन शुद्धता आणि दुय्यम प्रदूषण यासारख्या घटकांचा विचार करून, तक्ता २ वर वर्णन केलेल्या अनेक धातू पृथक्करण निष्कर्षणाची तुलना करण्याच्या तांत्रिक पद्धतीचा सारांश देते.

सध्या, विद्युत ऊर्जा आणि इतर बाबींमध्ये लिथियम-आयन बॅटरीचा वापर अधिक व्यापक आहे आणि वाया जाणाऱ्या लिथियम-आयन बॅटरीची संख्या कमी लेखता येणार नाही. या टप्प्यावर, कचरामुक्त लिथियम-आयन बॅटरी पुनर्प्राप्ती प्रक्रिया पूर्व-उपचारांसाठी - लीचिंग-वेट रीसायकलिंगसाठी महत्त्वाची आहे. पहिल्या उपचारात डिस्चार्जिंग, क्रशिंग आणि इलेक्ट्रोड मटेरियल वेगळे करणे इत्यादींचा समावेश आहे.

त्यापैकी, विरघळण्याची पद्धत सोपी आहे, आणि ती पृथक्करण प्रभाव आणि पुनर्प्राप्ती दर प्रभावीपणे सुधारू शकते, परंतु सध्या वापरलेले महत्त्वपूर्ण सॉल्व्हेंट (NMP) काही प्रमाणात महाग आहे, म्हणून या क्षेत्रात अधिक योग्य सॉल्व्हेंटचा वापर संशोधन करण्यासारखा आहे. दिशानिर्देशांपैकी एक. आम्ल-कमी करणारे एजंट लीचिंग एजंट म्हणून असल्याने लीचिंग प्रक्रिया महत्त्वाची आहे, ज्यामुळे पसंतीचा लीचिंग प्रभाव मिळू शकतो, परंतु त्यात अजैविक कचरा द्रव सारखे दुय्यम प्रदूषण असेल आणि जैविक लीचिंग पद्धतीचा कार्यक्षम, पर्यावरणीय संरक्षण आणि कमी किमतीचा फायदा आहे, परंतु एक महत्त्वाचा धातू आहे.

लीचिंग रेट तुलनेने जास्त आहे, आणि बॅक्टेरियाच्या निवडीचे ऑप्टिमायझेशन आणि लीचिंग परिस्थितीचे ऑप्टिमायझेशन लीचिंग रेट वाढवू शकते, जो भविष्यातील लीचिंग प्रक्रियेच्या संशोधन दिशानिर्देशांपैकी एक आहे. वेट रिकव्हरी लीचिंग सोल्यूशन्समधील व्हॅलेंटाईन धातू हे कचरा लिथियम-आयन बॅटरी रिकव्हरी प्रक्रियेचे महत्त्वाचे दुवे आहेत आणि अलिकडच्या वर्षांत संशोधनातील महत्त्वाचे मुद्दे आणि अडचणी आहेत आणि महत्त्वाच्या पद्धतींमध्ये सॉल्व्हेंट एक्सट्रॅक्शन, पर्जन्य, इलेक्ट्रोलिसिस, आयन एक्सचेंज पद्धत, मीठ विश्लेषण प्रतीक्षा करा. त्यापैकी, सॉल्व्हेंट एक्सट्रॅक्शन पद्धत सध्या अनेक प्रकारे वापरली जाते, ज्यामध्ये कमी प्रदूषण, कमी ऊर्जा वापर, उच्च पृथक्करण प्रभाव आणि उत्पादन शुद्धता, आणि अधिक कार्यक्षम आणि कमी किमतीच्या एक्सट्रॅक्टंट्सची निवड आणि विकास, प्रभावीपणे ऑपरेटिंग खर्च कमी करणे आणि विविध एक्सट्रॅक्टंट्स सिनर्जीचा पुढील शोध घेणे हे या क्षेत्राच्या लक्ष केंद्रित करण्याच्या दिशांपैकी एक असू शकते.

याव्यतिरिक्त, उच्च पुनर्प्राप्ती दर, कमी खर्च आणि उच्च प्रक्रिया या फायद्यांमुळे, पर्जन्य पद्धत त्याच्या संशोधनाच्या दुसऱ्या दिशेने एक महत्त्वाची भूमिका बजावते. सध्या, पर्जन्य पद्धतीच्या उपस्थितीत महत्त्वाची समस्या कमी आहे, म्हणून, अवसादनाच्या निवड आणि प्रक्रियेच्या परिस्थितींबाबत, ते खाजगी धातू आयन पर्जन्यमानाचा क्रम नियंत्रित करेल, ज्यामुळे उत्पादनाची शुद्धता वाढल्याने औद्योगिक वापराच्या चांगल्या शक्यता निर्माण होतील. त्याच वेळी, कचरा लिथियम-आयन बॅटरी प्रक्रियेच्या प्रक्रियेत, कचरा द्रव, कचरा अवशेष यासारखे दुय्यम प्रदूषण रोखता येत नाही आणि कचरा लिथियम आयन बॅटरी साध्य करण्यासाठी संसाधनांचा वापर केला जात असताना दुय्यम प्रदूषणाचे नुकसान कमी केले जाते.

पर्यावरणपूरक, कार्यक्षम आणि कमी खर्चाचे उपाय.