二次資源回收利用過程中的環(huán)境保護問題正越來越引起世界各國的重視。電子工業(yè)廢棄物中鋰電池及其它有價值的回收利用相關技術已經(jīng)初步成形并正在全國推廣。二次資源的無害化處置的目的是為了在處置利用二次資源過程中,既能夠充分利用好二次資源中的有價值資源,又能夠在此過程中不增加環(huán)境負擔,不產(chǎn)生二次污染。然而,與人們在利用一次資源時一樣,二次資源的回收利用過程對環(huán)境造成的污染相當驚人,甚至比二次資源不回收利用造成的環(huán)境危害還要大。
從各種含鋰電池的廢料中盡管可以提取得到單個鋰電池粗品,但其純度一般都不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的需要。因此鋰電池的精煉在整個鋰電池的生產(chǎn)過程中是非常必要的。所謂鋰電池的精煉指的是將富含單個或幾個鋰電池共存的粗金屬、鋰電池精礦、含鋰電池的溶液等進一步處理,以獲得符合各種不同要求和純度的單一鋰電池的過程。它包括分離和提純兩個工序。金銀的精煉方法與鉑族金屬的精煉方法差異較大,前者以傳統(tǒng)的電解法為主,后者以化學法為主(包括鉑族金屬原料的預處理、鉑族金屬的相互分離和單個粗鉑族金屬的提純)。
生物吸附是指用生物質對金屬離子進行被動吸附或者配合的技術 。也就是指利用具體特性的生物質 (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)來源于 、、藻類和自然物的廢棄物。生物吸附過程受許多因素影響 , 如生物吸附劑類型、被吸附的金屬離子類型、pH值 、溫度、競爭離子及固液比等, 其中影響的是 pH值、反應溫度和競爭離子的數(shù)量和類型。
1、溶液 pH值 :吸附溶液 pH值被認為是影響吸附過程中重要的因素 。 pH值會影響吸附劑結合位點的暴露程度。大量實驗研究得出 pH值對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、反應溫度 :反應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胞壁化學成分離子化的穩(wěn)定性。
3、 競爭離子 :生物吸附方法回收鋰電池應用于工業(yè)上復雜的一個問題就是其它競爭離子的存在。其他競爭離子可能會與主要金屬離子競爭吸附位點, 或者降低吸附劑的特性。
鋰電池的自放電率一般為每月 0.5%~5%。
不同類型的鋰電池自放電率會有所差異,例如磷酸鐵鋰電池(LFP)自放電率較低,而鈷酸鋰電池(LCO)自放電率相對較高。此外,鋰電池的自放電率還受溫度、荷電狀態(tài)(SOC)等因素影響,溫度越高、SOC 越高,自放電率通常越大。