废旧锂离子电池正极材料回收工艺研究
锂离子电池是具有一系列优良性能的绿色电池,问世10多年以来,已被广泛应用于移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等民用及军事应用领域。但其寿命大约只有3年左右,随着锂离子电池的广泛应用,已大量进入失效、回收阶段,如何回收废旧锂离子电池和资源化循环利用已成为社会普遍关注的问题。回收处理废旧锂离子电池不仅可以解决废旧电池所带来的一系列环境问题,而且对电池中有色金属进行了回收利用,能有效缓解资源的紧缺。我国是钴资源极为缺乏的国家,一直长期依赖从民主刚果、南非和摩洛哥等非洲国家进口钴精矿等弥补国内缺口。而锂离子电池中钴的质量分数约为15%,远高于钴矿山的可开发品位,且原料相对集中。随着矿产资源这种不可再生资源的耗竭,有色金属今后的重点将转向废弃物中有色金属的回收利用,废旧电池就是其中一个重要来源[1~2]。1实验方法1.1实验原料及试剂锂离子电池由外壳和内部电芯组成。电池的外壳为不锈钢或镀镍钢壳,有方形和圆柱形等不同的型号。内部电芯为卷式结构,由正极、电解液和负极等主要部分组成,正极片主要由铝箔
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废旧锂离子电池在氨性和硫酸溶液中的浸出
人们对废旧锂离子电池的处理和有价金属的回收进行了较为深入的研究。通常用物理或化学的方法,将不同的材料分离或富集,再用火法冶金或湿法冶金的方法,回收有价金属,并综合回收其余材料或进行无害化处理。分离或富集的方法较多,如采用特定的有机溶剂溶解粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF),使电极上的集流体铝箔与LiCoO2分离,再浸出滤渣,回收Co、Li,铝箔经清洗后,直接回收。采用的浸出剂主要有H2SO4与H2O2、HNO3与H2O2、HNO3、HCl以及王水等,主要为酸性体系,Co、Ni、Cu和Li等金属离子中的两种或多种同时被浸出进入溶液中;若电池含金属Cu,不能得到含单一金属离子的溶液;从浸出液中分离金属离子时,则主要有萃取法或沉淀法,对各种金属离子需要分别处理,流程长、操作较复杂。直接高温熔炼废旧锂离子电池时,金属的回收率较低,设备要求高。本文作者分别以NH2•H2O与(NH4)2SO4的混合氨性溶液和H2SO4溶液为浸出剂,研究了直接从废旧锂离子电池中预先浸出脱Cu的效果。1实验1.1电池及成分分
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利用废旧锌锰电池制取锌盐和氧化锌的研究
锌锰电池价格低廉,使用方便,应用广泛,是产销量都很大的一类电池。废旧锌锰电池中含有汞、镉、锌、铜、锰等重金属,用完后随意丢弃,不但会对环境造成污染,危害生态环境以及人体健康,而且也会导致金属资源浪费。若能将废旧锌锰电池回收利用,既可以节约资源,又可以消除废旧电池对环境的污染。我国每年报废50万t废锌锰电池[1],若能全部回收利用,可再生锰11万t、锌7万t、铜1.4万,t是相当可观的资源。因此,对废旧锌锰电池进行回收利用,可以实现锌、锰等金属资源再生利用。本文采用人工分选与浸出相结合的湿法技术[23],以某品牌1#锌锰电池为原料,对废旧锌锰电池锌负极的回收利用进行了研究,制得了ZnSO4•7H2O,ZnCO3和ZnO等具有实用价值的产品。此方法实验条件简单,易于控制,所用仪器、试剂常见且价格便宜,在技术上和经济上都有可行性。1实验部分1.1试剂与仪器H2SO4、Na2CO3、NaHCO3、(NH4)2CO3、EDTA均为化学纯。LD电子称;ESJ205-4型电光分析天平;78HW-1型恒
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废镍镉电池的再利用
在科技高速发展的今天,电子器械和各种便携设备日益普及,电池在生产生活中的地位和作用与日俱增,其使用量亦随之大幅度上升。以干电池为例,目前全世界的年总产量为250亿只,我国是世界电池第一生产大国,占全世界电池总量的二分之一左右。据统计,1998年我国电池年总产量已达140亿只。 电池在制造过程中耗用了大量的Zn、Mn、Cu、Pb、Cd、Hg、Ni等金属。电池用完后,其大多数成分仍以各种形式保留在电池中,如果把废电池当作垃圾丢弃,一方面,其中的Hg、Pb、Cd等金属都是环境保护严格限制的物质,泄漏到环境中,会造成严重的污染;另一方面,这些有用的金属资源就被白白浪费了。据报道,我国干电池生产年消耗锌接近25万吨,约为年锌总产量的15%左右,其资源价值十分可观。另外,信息产业的高速发展,产生了大量的电子废弃物,仅全国手机和免提电话每年淘汰的废电池就达千吨之多。其中大量的废镍镉电池、锂电池回收利用价值很大。 由于资源紧张和治理环境的需要,世界各国都对废电池的回收利用予以高度重视,废电池的管理刻不容
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从废旧锌锰电池中回收锌和锰的工艺研究
我国是干电池的生产和消费大国,年产量达150亿只,居世界第一位,占世界总量的1/3左右[1],其中70%是锌锰干电池。以每年生产100亿只干电池计算,全年将要消耗15.6万吨锌,22.6万吨氧化锰,2080吨铜,2.7万吨氯化锌,7.9万吨氯化铵,4.3万吨碳棒[2],相当于三四个大冶炼厂的年产锌、锰量。目前国内外都很重视对废干电池资源化的研究[3、4],废旧锌锰干电池尚无较好的处理方法[5],用固化法处理废干电池[6]填埋后的废锌锰干电池中的锌、锰等有用物质不能回收,也不利于土地资源的开发与利用[7]。作者对废旧锌锰干电池中锌锰回收工艺进行了探索,找到了锌、锰回收的工艺条件。图1废旧锌锰电池回收处理实验过程一、实验部分实验仪器 电池破解设备、马弗炉、1000W电炉、AA370原子吸收分光光度计、雷磁25酸度计、汞回收装置等。实验药品 硫酸、硫化钠、氨水等。实验方法 用自制的电池破解设备将废锌锰干电池剖开,使碳棒、金属帽、锌皮、铁片、碳包得到分离。将碳包中内含物置于瓷坩埚内,送入马弗炉在
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废旧锂离子电池的出路探讨
2010年我国锂离子电池产量达到36.7亿颗,占全球的30%以上,同比增长33.9%。近年来,我国锂离子电池生产呈现出逐年增加的趋势,且在优良的投资环境和相对低廉的人工成本作用下,全球锂离子电池制造中心正向中国大陆转移[1]。 锂电池生产的迅速增长,最主要是由于其广泛应用于日益增长的物质文化生活领域,例如手机、手提电脑、相机、摄像机等而产生的需求。锂离子电池虽为可充电电池,具备重复利用的特性,但其寿命一般只有2a左右,这就意味着,将会有大量的废旧锂离子电池产生和急需处理。废旧锂离子电池的产生受地域影响较大,在经济相对较发达的地区,其使用和废弃量较大,尤其集中在大城市,废旧锂离子电池的处理已经成为大城市的一个新环境问题。 据我们在南方某市的调研发现,锂离子电池已经成为居民生活中消费电池的最主要类型,人均年消费锂离子电池3.3块,更换频率一般为1-2a,在未来对锂离子电池的消费情况大体维持不变,个别人群有增加使用计划,绝大部分人群对未来锂离子电池的更换计划不变。2锂离子电池的成份及危
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废旧干电池再资源化研究新进展
在Volta电池问世以来的200余年间,电池工业得到了蓬勃的发展。据估计,1999年世界电池交易量接近300亿美元,其中日本约为80亿美元[1]。我国也是电池生产和消费大国,1996年电池产量为120亿只,2000年可达125亿只,年耗锌、锰、铜、汞分别为25万t、23万t、4500t和60t[2]。目前,废旧干电池(SDBS)一般作为生活垃圾扔掉,但其中的汞等金属会造成环境污染,给人类生存带来严重的影响[3,4]。自1992年巴西“世界环境保护与经济发展大会”明确提出可持续发展方针后,许多国家对SDBS再资源化的研究更加重视,日本在该领域已做了大量研究工作,美国、德国、意大利等国也有许多相关报道[5~9],而我国对SDBS再资源化的研究则处于起步阶段。为推动该领域研究工作的进展,本文将从不同角度,对国内外有关SDBS再资源化的研究进展情况加以述评。1SDBS再资源化的方法和途径电池一般分为一次电池(即常说的干电池)和二次电池两大类。根据电极活性物质和电解质的性质差异又可将一次电池分为多
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废旧电池回收存在的问题与对策探析
随着社会发展,电池作为人们生活当中重要的消费品,每年的消耗量以惊人的数字上升。废旧电池中含有大量的重金属及废酸、废碱等电解质溶液,对人体会造成危害,如果不加处理直接丢弃,会导致土壤和地下水永久性的污染。因此,废旧电池的回收处理无论从资源循环利用还是从保护环境及人类健康方面都具有重要意义。2废旧电池回收现状 科学调查表明:一颗钮扣电池弃之大自然后可以污染60万L水。相当于一个人一生的用水量,而中国每年要消耗这样的电池70亿只。电池中96%为锌锰电池和碱锰电池,其主要成分为锰、汞、锌等重金属,而且它们还能与有机物发生反应,生成毒性更强的金属有机物[1]。若把废旧电池混入生活垃圾中一起填埋,久而久之,渗出的重金属会污染地下水和土壤,致使土地和水源严重污染,并且使植被无法生长。生物从环境中摄取重金属,重金属可以经过食物链的放大作用逐渐在较高级的生物中成千上万的累积,然后经过食物进入人体,威胁人体健康。 另一方面,人们越来越多地认识到推进循环经济建设、构建节约型社会、实现可持续发展的重要性
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废旧蓄电池中再生铅资源的回收利用
铅作为主要的金属原材料,被广泛应用于国民经济的许多方面,铅工业作为资源和能源高消耗的传统产业,是以不可再生的自然资源为代价的。虽然我国铅储量居世界前列,但过度开采及勘察的滞后,铅矿资源短缺现象日益严重,资源的安全保障问题已成为急需考虑和解决的间题。 蓄电池用铅量占铅总消耗量的75%以上,蓄电池行业发展成为带动铅消耗的主要因素,其报废铅酸蓄电池的增加量也将随着蓄电池用量的增加而相应的增加。目前,我国每年报废蓄电池量已达150万t以上,我国铅酸蓄电池总质量的60%~64%为铅,报废铅酸蓄电池中铅的资源为100万t左右,发展再生铅工业前景广阔。由于我国再生铅工业产量和技术与发达国家相比差距很大,因此,加快再生铅资源综合利用工程技术的开发和建设是十分必要和迫切的。1国内铅回收工业的现状及存在的问题 我国再生铅工业从20世纪50年代起步,在近十年来取得了显著进展,2011年底再生铅产能为559.26万t,产量135万t,已初步形成独立产业;但从总体水平看,再生铅企业数量多、规模小、技术落后
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废电池回收与利用的研究
电池是人们生活中不可缺少的电力资源之一,它已经被广泛的使用到各个行业中,为人们的生活带来了极大的便利,自从有了电池,人们可以使用更多的生活用具,对生活和工作都起到了很重大的意义。而社会在发展的过程中,人们对电池的使用量不断增加,更多是依靠电池才能使用的物品也生产出来,电池的使用出现了的前所未有的高峰,它逐渐行为了人们生活中的必需品。 由于电池的使用量不断增加,报废的电池量也在不断增加,电池的回收率低,浪费大,生产再利用的水平也很低。实际上,电池在给人们生活带来便利的同时,也会因为各种废弃污染而给人体健康带来危害,更会影响到环境,如果不能及时有效的回收电池,将会造成大量的浪费和环境污染。因此,废弃电池的回收和利用成为了现代社会关注的主要话题。1废电池的再生利用1.1铅酸蓄电池 铅酸蓄电池的再利用是以铅的利用为主,同时还包含了对废旧铁壳的利用。铅的提炼主要采取火法、湿法冶金或者固体电解还原技术,虽然这些几乎是已经在我国得到了广泛使用,也证实了回收过程中无二次污染,但这些工艺始终都处在
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