廢鋰電池循環(huán)回收工藝包括火法和濕法兩類,國內(nèi)的鋰電池再生利用企業(yè)大多采用濕法處理流程。廢舊錳酸鋰電池的濕法回收方法一般分為以下幾個步驟:首先,將錳酸鋰電池拆解并洗滌,以獲得正極材料;然后,經(jīng)過高溫處理,用有機酸浸出其中的有價金屬;最后,將浸出液中的鋰和錳等元素進行分離。
溶液中鋰和錳的分離方法主要有化學(xué)沉淀法、電化學(xué)沉積法和溶劑萃取法三種。這三種方法各有優(yōu)劣勢,選擇方法時需要考慮以下因素:
1、化學(xué)沉淀法:即中和水解沉淀和硫化沉淀,雖然能夠快速沉積錳,但容易引入新的雜質(zhì)離子,不利于后續(xù)鋰的分離回收和鋰鹽產(chǎn)品的純度,同時還會產(chǎn)生硫酸鈉、硫酸銨、硫酸鈣等廢物。
2、電化學(xué)沉積法:該技術(shù)可以回收二氧化錳粉末,但存在電流效率低、電能消耗高以及鋰錳分離不徹底的問題。
3、溶劑萃取法:常用有機磷酸萃取劑(如p204、p507)進行萃取,具有分離效率高、易實現(xiàn)自動化和連續(xù)化作業(yè)的特點,可實現(xiàn)鋰和錳的完全分離。
綜上所述,溶劑萃取法是濕法回收廢鋰電池的更佳選擇。
鄭州天一作為全球知名的液液萃取技術(shù)與裝備服務(wù)商,在廢舊鋰電池回收和提取高純錳、鋰方面取得了卓越成績。公司推出的CWL-M新型離心萃取工藝系統(tǒng),采用CWL-M系列離心萃取機作為主機設(shè)備,結(jié)構(gòu)緊湊,設(shè)備布局靈活,能夠快速建立各工藝物料之間的相平衡,極大地縮短了試驗時間。該離心萃取工藝系統(tǒng)的萃取流程如下:
1、錳萃取:采用有機磷酸萃取劑,通過CWL-M離心萃取機進行8級錳的萃取,得到錳負(fù)載的有機相和含鋰的萃余液。經(jīng)檢測計算,錳的萃取率可達(dá)到99.89%,而鋰共萃率僅為2.25%。
2、錳負(fù)載有機相洗滌:采用純水作為洗滌劑,通過CWL-M離心萃取機對錳負(fù)載的有機相進行3級洗滌,脫除有機相中夾帶的鋰,并將洗滌液多次循環(huán)后與含鋰的萃余液合并作為制備鋰鹽的原料液。經(jīng)檢測計算,鋰的去除率為99.39%,錳的去除率≤1%。
3、錳反萃:采用硫酸溶液,通過CWL-M離心萃取機對洗滌后的錳負(fù)載有機相進行4級反萃,得到純凈的硫酸錳溶液。經(jīng)檢測計算,錳反萃率為99.50%。
該萃取分離方法,可以高效的萃取分離含鋰錳浸出液中的鋰和錳,錳的反萃率高達(dá)99.83%,鋰的分離率高達(dá)99.62%,實現(xiàn)了高效、綠色、無廢物的萃取分離效果,為鋰錳浸出液的綜合處理提供更經(jīng)濟可行的方法。
值得注意的是,為了避免萃取劑皂化處理,致使萃余液中na+、nh4+與li+分離困難,且產(chǎn)生大量的硫酸鈉、硫酸銨等工業(yè)廢鹽,我們也可以不對萃取劑進行造化處理,而是在有機磷酸萃取劑中加入改質(zhì)劑和稀釋劑,同樣可以維持萃取過程中料液ph值穩(wěn)定以獲得較高的萃取率,且不產(chǎn)生工業(yè)鹽廢物。
廢鋰離子電池中富含鋰、鎳、鈷、錳、銅、鋁、石墨等有價資源。為緩解關(guān)鍵能源金屬資源供應(yīng)壓力并消除環(huán)境潛在風(fēng)險,廢鋰離子電池中有價金屬的回收利用已成為鋰電池行業(yè)關(guān)注的熱點。通過天一萃取CWL-M新型離心萃取工藝回收廢鋰離子電池有價金屬,萃取分離方法實現(xiàn)了鋰、錳高效分離,而且機內(nèi)容積小,減少萃取劑和物料消耗,大大節(jié)省了投資費用,同時,還避免工業(yè)鹽廢物產(chǎn)生的危害。
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