生物吸附是指用生物質(zhì)對金屬離子進(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(yīng)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(rèn)為是影響吸附過程中重要的因素 。 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、 競爭離子 :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)問題就是其它競爭離子的存在。其他競爭離子可能會(huì)與主要金屬離子競爭吸附位點(diǎn), 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(huì)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。
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 萬元,三元電池達(dá) 1.44 萬元。
干法回收:高溫處理工藝簡單,但能耗高且污染大。磷酸鐵鋰電池干法加工費(fèi)約 0.59 萬元 / 噸,三元電池為 0.6 萬元 / 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。
三元鋰電池(NCM/NCA)
濕法回收:總成本約 5.24 萬元 / 噸(電池包 3.8 萬 + 加工費(fèi) 1.44 萬)。
干法回收:總成本約 4.4 萬元 / 噸(電池包 3.8 萬 + 加工費(fèi) 0.6 萬)。
利潤空間:含鎳、鈷等貴金屬,濕法回收單噸利潤可達(dá) 8046 元(利潤率 14.91%),但需高純度技術(shù)支撐。
消費(fèi)電子電池
以手機(jī)電池為例,回收成本約 3000-5000 元 / 噸,主要因體積小、分揀難度大,且缺乏規(guī)模化回收渠道。