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1、废弃锂离子电池中有价金属的分离回收试验研究2008年3月第22卷第1期))))))))))))))))))))实验研究◎曾桂生李明俊邓芳郭琴钟劲茅废弃锂离子电池中有价金属的分离冋收试验研究(南昌航空大学,江西南昌330063)[关键词]废旧锂离子电池;钻酸锂;酸浸[摘要]根据锂离子二次电池的止极废料的性质特点,对废旧锂离子电池正极材料中有价金属进行了分离回收试验研究.用硫酸中和碱浸液中的铝,制取化学纯氢氧化铝,实验表明,最佳沉铝条件为:NaOH浓度为t.250mol/L.最佳酸浸条件为:反应温度80〜C,50%的H:SO,浓度30%的H0的用量为t.4ml/g(碱浸渣),反应时间
2、t20min.[中图分类号]X705[文献标志码]A[文章编号JtOOt一4926(2008)01-0054—05RecoveryexperimentofvaluablemetalsfromspentlithiumionbatteriesZENGGui—sheng,LIMing—jHn,DENGFang,GUOQin,ZHONGJin—mao(NarvchangHangkongUniversity,Narvchang330063,China)Keywords:spentlithiumionbatteries;LiCo02;acidleachingAbstract:Accordin
3、gtothecharacteristicofpositiveelectrodematerialsofspentlithiumionbatteries,therecoveryexperimenttoseparatethevaluablemetalsfromthespentlithiumionbatterieswasinvesti一gated.TheresultsshowthatthebestconcentrationofNaOHforaluminumleachingist.250mol/L.Thebestacidleachingconditionwastemperature80^C
4、,50%H2S04,30%H202t.4ml/g(alkalisoaksdregs),andtimet20min・锂离子电池经过几百次的充放电,电极材料会发生膨胀,收缩,甚至活性物质的性能也将发生变化,这就导致电池容量的卞降,甚至电池报废.随着锂离子电池应用越来越广泛,对环境的压力和对资源的浪费问题也R益突显•目前商业化的锂离子正极材料为钻酸锂•钻作为伴生矿金属,正面临着资源短缺的困境,并且锂离子电池中含有钻酸锂,六氟磷酸锂等化学物质,会对环境造成危害•废锂离子电池是一种含钻量较高的工业垃圾品J,因此湿法冶金技术回收锂离子电池中有价金属,减少废旧锂离子电池对环境造成的污染,缓解钻
5、资源匮乏等问题,具有重要的理论意义和实际意义.中国是世界锂离子电池产业的三大国之一,2006年产量达到9亿只,约占世界的35%,电池消【收稿日期12007-11—16[修回日期]2008—01—08【基金项目]江西省自然科学基金资助项目(2007GZH1510);南昌航空大学博士科研启动金资助项目(EA200702012)【作者简介】曾桂生(1977—),男,江西宁都人,博士•南昌航空大学环境与化学工程学院副教授•主要从事湿法冶金和电子废弃物资源化研究.刍,毒己室士警JournalofNanchangHangkongUniversity自然科学版?NaturalScience实验
6、研究))))))))))))))))))))耗量也位居世界之首,因此废旧锂离子电池的再纶处理更显得迫切•目前研究较多的主要是废旧镰一镉,银…氢电池,但各国对废弃锂离子电池回收再生工艺的研究起步都较晚・9].并且因为锂离子电池对环境的污染相对其它电池种类较小,回收处理成本高,所以一直没出现高效,可行的锂离子电池回收处理工艺.1实验1」仪器与试剂电动搅拌器(DW—1),真空水循环抽滤机(SHC—Z),酸式滴定管,分析天平,烘箱,恒温水浴锅.废旧锂离子电池正极材料,N—N二甲基甲酰胺,30%H0,盐酸拜胺,丙酮,乙二胺四乙酸二钠,浓HsO,硫氧酸镀,氢氧化钠1.2实验原理锂离子二次电池
7、的正极材料和负极材料组成为:有机塑料,金属氧化物,金属盐类,金属,有机溶剂等,成分较为复杂•锂离子电池正极材料为Li-CoO,负导电碳黑,铝箔集流体和PVDF粘接剂J,其中钻,锂,铝回收价值较高,主要从回收以上三种金属人手进行研究和分析.表1废弃锂离子电池正极材料中金属含量铝元素在锂离子电池正极材料中以金属形态存在,是钻酸锂活性物质的依附载体•铝属于第3周期第IIIA族元素,是典型的两性金属•能溶解于强碱,强酸,这里就利用铝与碱反应的特性先使铝箔与钻酸锂活性物质分离•反应式如下: