综合回收废旧锂电池中有价金属的研究

　　锂离子二次电池具有重量轻、容量大、使用寿命长等优点，已成为目前广泛使用的便携式电源。随着手机、手提电脑、数码相机等电器的普及，锂电池的生产量和消费量直线飙升，巨大的电池生产消费带来了数目惊人的废电池[1]。然而由于技术和经济等方面的原因，目前锂电池回收率很低，大量废旧锂电池被遗弃，给环境造成巨大威胁和污染，同时对资源也是一种浪费，分析表明：锂离子电池平均含钴12%~18%，锂1.2%~1.8%，铜8%~10%，铝4%~8%，壳体合金30%[2]。因此，如何在治理 电池污染的同时，实现废旧电池有色金属资源尤其是钴的综合循环回收，已成为社会关注的热点难题。Dorella等[3]研究表明使用H2SO4+H2O2体系可以浸出80%的钴；ShinShunMyung等[4]使用机械切割、筛选除铁铝铜、研磨过筛，后对筛过物采用H2SO4-H2O2体系浸出，钴的浸出率高于95%；Contestabile等[5]先用N-甲基吡咯烷酮溶解PVDF后过筛，并使用高浓度HCl对钴酸锂进行浸出；LeeChurlKyoung等[6]使用两级热处理两级过筛后高温煅烧的方法预选粉料，分别采用HNO3和HNO3-H2O2体系对筛后粉料浸出，在极大的液固比下HNO3 H2O2体系的浸出率可达95%；潘泽强等[7]通过碱煮除铝、盐酸溶钴的方法的处理钴锂膜使钴的浸出率高于99%。这些研究在浸出后的除杂过程都很相似，均为使用湿法分离技术使钴以氢氧化物或草酸盐的形式从液相中析出已达到分离的目的[8]。
　　纵观前人的研究多使用单一废旧锂电池，所含有色金属单一，规模局限于实验室阶段，使用药剂过于昂贵，耗酸碱量大，预处理方案繁琐而效果不明显，工业化应用前景渺茫。本实验所使用样品由南方某废旧锂电池拆解厂提供，该厂通过手工拆壳、电池芯粉碎、筛分，得到各种锂电池芯的混合粉料。这些混合粉料来自于大规模的废旧锂电池的收购，具有很强的代表性，本研究的目的在于为该厂后续工业化综合回收废旧锂电池中多种有色金属提供依据。