廢舊電池回收處理工藝主要分為三個(gè)處理過(guò)程:預(yù)處理、二次處理與深度處理。廢舊電池回收過(guò)程中仍有部分電量,所以要對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理,主要進(jìn)行深度放電過(guò)程、破碎、物理分選。二次處理的目的是為了使正負(fù)極活性材料與基底發(fā)生分離,主要用熱處理法、有機(jī)溶劑溶解法、堿液溶解法以及電解法等來(lái)實(shí)現(xiàn)。深度處理是處理過(guò)程的關(guān)鍵,主要包括浸出和分離提純兩個(gè)過(guò)程,對(duì)有價(jià)值的金屬材料進(jìn)行提取?,F(xiàn)如今鋰電池回收工業(yè)中常用的技術(shù)有干法回收和濕法回收等,其中濕法工藝是目前回收廢舊鋰電池較為成熟的技術(shù),也是目前研究較多的一種工藝。
生物吸附是指用生物質(zhì)對(duì)金屬離子進(jìn)行被動(dòng)吸附或者配合的技術(shù) 。也就是指利用具體特性的生物質(zhì) (活的 、死的或者衍生物)的配體和金屬離子之間發(fā)生離子交換 、配合、協(xié)同和鰲合等作用。
生物吸附劑多數(shù)來(lái)源于 、、藻類和自然物的廢棄物。生物吸附過(guò)程受許多因素影響 , 如生物吸附劑類型、被吸附的金屬離子類型、pH值 、溫度、競(jìng)爭(zhēng)離子及固液比等, 其中影響的是 pH值、反應(yīng)溫度和競(jìng)爭(zhēng)離子的數(shù)量和類型。
1、溶液 pH值 :吸附溶液 pH值被認(rèn)為是影響吸附過(guò)程中重要的因素 。 pH值會(huì)影響吸附劑結(jié)合位點(diǎn)的暴露程度。大量實(shí)驗(yàn)研究得出 pH值對(duì)鋰電池的影響與重金屬不同, 大部分重金屬的吸附 pH值比較高 (3.0 ~ 7.0), 如鉛和銅吸附 pH均為 5.0,鎘、鋅和鎳 pH均為 5.5。而鋰電池吸附 pH一般較低 (1.0 ~ 3.0),如鉑 pH為 1.6, 鈀pH為 1.8。
2、反應(yīng)溫度 :反應(yīng)溫度通常影響溶液中鋰電池離子的穩(wěn)定性, 離子與吸附劑配合和細(xì)胞壁化學(xué)成分離子化的穩(wěn)定性。
3、 競(jìng)爭(zhēng)離子 :生物吸附方法回收鋰電池應(yīng)用于工業(yè)上復(fù)雜的一個(gè)問(wèn)題就是其它競(jìng)爭(zhēng)離子的存在。其他競(jìng)爭(zhēng)離子可能會(huì)與主要金屬離子競(jìng)爭(zhēng)吸附位點(diǎn), 或者降低吸附劑的特性。
原材料采購(gòu)成本占比
廢舊電池本身的采購(gòu)費(fèi)用通常占總成本的 60%-90%。例如,磷酸鐵鋰電池包回收價(jià)格約 1.8 萬(wàn)元 / 噸,三元電池包達(dá) 3.8 萬(wàn)元 / 噸。鋰價(jià)波動(dòng)直接影響采購(gòu)成本:當(dāng)碳酸鋰價(jià)格從 2022 年峰值下跌后,回收企業(yè)面臨 “成本倒掛” 風(fēng)險(xiǎn),部分企業(yè)回收越多虧損越大。
工藝選擇決定加工成本差異
濕法回收:需使用化學(xué)試劑溶解金屬,加工成本較高。例如,磷酸鐵鋰電池濕法回收單噸加工費(fèi)約 1.13 萬(wàn)元,三元電池達(dá) 1.44 萬(wàn)元。
干法回收:高溫處理工藝簡(jiǎn)單,但能耗高且污染大。磷酸鐵鋰電池干法加工費(fèi)約 0.59 萬(wàn)元 / 噸,三元電池為 0.6 萬(wàn)元 / 噸。
生物法:雖環(huán)保但技術(shù)不成熟,成本遠(yuǎn)超工業(yè)應(yīng)用水平。