Litiumparistojen kierrätyksellä tarkoitetaan prosessia, jossa käsitellään litiumakkuja, jotka ovat saavuttaneet käyttöikänsä lopun pitkän käytön jälkeen, kun niiden luontainen suorituskyky on heikentynyt niin, että niitä ei voida käyttää alkuperäiseen tarkoitukseen. Tämä sisältää sarjan fysikaalisia, kemiallisia, biologisia ja peräkkäisiä käyttöprosesseja, joilla järjestelmällisesti ja tehokkaasti erotetaan ja erotetaan niissä olevat arvokkaat materiaalit, mikä palauttaa niiden käyttöarvon.
Litiumparistojen kierrätystekniikoiden tyypit
Laaja näkökulmasta litiumakkujen kierrätystekniikka luokitellaan ensisijaisesti kahteen tyyppiin:uudelleenkäsittelyjatoissijainenkäyttö.
Regeneratiivinen kierrätystekniikkaan kuuluu käytettyjen litiumakkujen esikäsittely- niiden purkamiseksi täysin, minkä jälkeen käytetään fysikaalisia (kuivia), kemiallisia tai biologisia menetelmiä arvometallien, kuten nikkelin, koboltin, litiumin ja mangaanin erottamiseksi-sekä muiden talteenotettavien materiaalien akun rakenteesta-metalliyhdisteiksi tai uusien litiumakkujen raaka-aineiksi.
Hierarkkinen käytön kierrätysteknologiaan kuuluu käytettyjen litiumakkujen kennojen tai akkujen purkaminen, tarkastaminen, lajittelu ja uudelleenkonfigurointi uusiksi, terveellisiksi akuiksi. Näitä käytetään sitten rakenteellisesti uudelleen eri sovellusalueilla. Tämä lähestymistapa mahdollistaa olennaisesti litiumakkujen rakenteellisen, kerrostetun ja tehokkaan käytön.
Litiumparistojen kierrätysprosessin kulku
Fysikaalinen kierrätystekniikka: Prosessi, joka erottaa arvokkaita materiaaleja -käyttöikänsä -päättyvien akkujen-sisäisistä komponenteista, kuten elektrodiaktiivisista materiaaleista, virrankeräilijöistä ja akkukoteloista- useiden vaiheiden avulla, mukaan lukien murskaus, seulonta, magneettinen erotus, hieno jauhatus ja lajittelu. Nämä talteenotetut materiaalit käsitellään sitten jatkokierrätystä varten. Ydintekniikkaan kuuluu materiaalin restaurointi murskauksen ja seulonnan jälkeen, mikä on suhteellisen puhdas fyysinen prosessi.
Märkäkierrätystekniikka: käytettyjen paristojen purkamisen ja{0}}esikäsittelyn jälkeen ne liuotetaan happamiin tai alkalisiin liuoksiin arvokkaiden metallielementtien erottamiseksi. Jäljelle jääneet arvometallit otetaan sitten talteen ioninvaihto- ja sähkösaostusmenetelmillä. Ydinprosessi sisältää elektrodijauheiden liuottamisen ja uuttamisen kemiallisia reagensseja käyttämällä.
Pyrometallurginen kierrätystekniikka: Akun kotelo on kuorittu ja akun ydin sekoitetaan koksin ja kalkkikiven kanssa. Pelkistyspaahtamisen jälkeen saadaan hiiliseos, joka sisältää metallista litiumia, kobolttia, nikkeliä, alumiinia ja muita alkuaineita. Elektrolyytistä peräisin oleva fluori ja fosfori jähmettyvät kuonaan, jota voidaan käyttää rakennusmateriaalien tai betonin lisäaineina. Jatkokäsittely tapahtuu, ja koko prosessi suoritetaan korkeissa lämpötiloissa. Pyrometallurginen ydinprosessi sisältää korkean lämpötilan-pyrolyysin metallioksidien saamiseksi.
Kolmen kierrätysmenetelmän vertailu:
Märkäkierrätysmenetelmät tarjoavat korkeimman tehokkuuden ja kypsän teknologian.
① Fyysinen kierrätys sisältää yksinkertaisen prosessin, joka ei vaadi ylimääräisiä kemikaaleja, joten se on ympäristöystävällisin vaihtoehto, mutta sen talteenottotehokkuus on alhainen.
② Märkäkierrätyksellä saavutetaan korkeammat arvometallien talteenottoasteet, laitteistovaatimukset ovat alhaiset ja siinä käytetään kehittynyttä tekniikkaa; prosessi on kuitenkin monimutkainen, vaatii erityisiä märkämenetelmiä eri akkutyypeille, aiheuttaa korkeampia kustannuksia ja voi aiheuttaa ympäristön saastumista, jos sitä käsitellään väärin.
③ Pyrometallurginen talteenotto on suhteellisen yksinkertaista ja hyvin yhteensopivaa, ja se soveltuu laajamittaiseen-erilaisten litiumakkujen käsittelyyn. Se vaatii kuitenkin suurta energiankulutusta, vaatii kehittyneitä laitteita ja aiheuttaa merkittäviä ympäristöhaasteita.
Hydrometallurginen talteenotto on yleisin prosessi. Hydrometallurginen kullan talteenotto tunnetaan laajalti alhaisesta energiankulutuksestaan, korkeasta talteenottoasteestaan, korkeasta tuotteen puhtaudesta ja vaatimattomista laitevaatimuksistaan. Tärkeimmät vaiheet jäteparistojen märkä-prosessointiprosessissa sisältävät esikäsittelyn, esikäsittelyn, happo-/alkaliliuotus, suotoveden puhdistus, erotus/uutto ja alkuainesaostus. Märkäprosessin kierrätyksen ydin on metallin liuotusvaiheessa, jossa epäorgaanisia tai orgaanisia happoja käytetään metallien talteenottamiseksi ioneina happoliuoksiksi.
