Tái chế pin lithium đề cập đến quá trình xử lý pin lithium đã hết tuổi thọ sử dụng sau một thời gian dài sử dụng, khi hiệu suất nội tại của chúng suy giảm đến mức không thể sử dụng được cho mục đích ban đầu. Điều này bao gồm một loạt các quy trình sử dụng vật lý, hóa học, sinh học và xếp tầng để chiết xuất và phân biệt một cách có hệ thống và hiệu quả các vật liệu có giá trị bên trong chúng, từ đó khôi phục giá trị tiện ích của chúng.
Các loại công nghệ tái chế pin lithium
Từ góc độ rộng hơn, công nghệ tái chế pin lithium chủ yếu được phân thành hai loại:tái xử lýVàsơ trungviệc sử dụng.
Tái chế tái sinhcông nghệ bao gồm-xử lý trước pin lithium đã qua sử dụng để xả hết pin, sau đó là các phương pháp vật lý (khô), hóa học hoặc sinh học để tách các kim loại có giá trị như niken, coban, lithium và mangan-cùng với các vật liệu có thể phục hồi khác từ cấu trúc pin-thành hợp chất kim loại hoặc nguyên liệu thô cho pin lithium mới.
Tái sử dụng theo cấp bậcCông nghệ bao gồm việc tháo rời, kiểm tra, phân loại và cấu hình lại các tế bào hoặc bộ pin từ pin lithium thải thành các bộ pin mới, tốt cho sức khỏe. Sau đó, chúng được tái sử dụng về mặt cấu trúc trong các lĩnh vực ứng dụng khác nhau. Cách tiếp cận này về cơ bản cho phép sử dụng pin lithium có cấu trúc, phân lớp và hiệu quả.
Quy trình tái chế pin lithium
Công nghệ tái chế vật lý: Một quy trình chiết xuất các vật liệu có giá trị từ các bộ phận bên trong của--pin hết tuổi thọ-chẳng hạn như vật liệu hoạt động điện cực, bộ thu dòng và vỏ pin-thông qua một loạt các bước bao gồm nghiền, sàng lọc, tách từ, nghiền mịn và phân loại. Những vật liệu thu hồi này sau đó được xử lý để tái chế thêm. Kỹ thuật cốt lõi liên quan đến việc phục hồi vật liệu sau quá trình nghiền và sàng lọc, tạo thành một quá trình vật lý tương đối thuần túy.
Công nghệ tái chế ướt: Sau khi tháo dỡ và xử lý trước pin thải, chúng được hòa tan trong dung dịch axit hoặc kiềm để chiết xuất các nguyên tố kim loại có giá trị. Các kim loại có giá trị còn lại sau đó được thu hồi thông qua phương pháp trao đổi ion và mạ điện. Quá trình cốt lõi bao gồm việc lọc và chiết xuất bột điện cực bằng thuốc thử hóa học.
Công nghệ tái chế nhiệt luyện kim: Vỏ pin được tước bỏ, lõi pin được trộn với than cốc và đá vôi. Sau khi nung giảm, người ta thu được hợp kim carbon chứa kim loại lithium, coban, niken, nhôm và các nguyên tố khác. Flo và phốt pho từ chất điện phân được đông đặc trong xỉ, có thể dùng làm chất phụ gia cho vật liệu xây dựng hoặc bê tông. Tiếp theo là quá trình xử lý tiếp theo, toàn bộ quá trình được hoàn thành ở nhiệt độ cao. Quy trình luyện kim cốt lõi bao gồm quá trình nhiệt phân ở nhiệt độ-cao để thu được oxit kim loại.
So sánh ba phương pháp tái chế:
Phương pháp tái chế ướt mang lại hiệu quả cao nhất và công nghệ hoàn thiện.
① Tái chế vật lý có quy trình đơn giản không cần thêm hóa chất, khiến nó trở thành lựa chọn thân thiện với môi trường nhất nhưng hiệu quả thu hồi thấp.
② Tái chế ướt đạt được tỷ lệ thu hồi cao hơn đối với kim loại có giá trị, yêu cầu thiết bị thấp và sử dụng công nghệ trưởng thành; tuy nhiên, quy trình này phức tạp, đòi hỏi các phương pháp ướt chuyên dụng cho các loại pin khác nhau, phát sinh chi phí cao hơn và có thể gây ô nhiễm môi trường nếu xử lý không đúng cách.
③ Việc thu hồi bằng luyện kim hỏa tương đối đơn giản với khả năng tương thích cao, phù hợp cho việc xử lý-quy mô lớn các loại pin lithium thải đa dạng. Tuy nhiên, nó đòi hỏi mức tiêu thụ năng lượng cao, đòi hỏi thiết bị phức tạp và đặt ra những thách thức đáng kể về môi trường.
Thu hồi thủy luyện kim là quá trình chủ đạo. Thu hồi vàng thủy luyện được công nhận rộng rãi vì mức tiêu thụ năng lượng thấp, tỷ lệ thu hồi cao, độ tinh khiết sản phẩm cao và yêu cầu thiết bị khiêm tốn. Các bước chính trong quy trình chiết xuất vàng-ướt cho pin thải bao gồm tiền xử lý, tiền xử lý, lọc bằng axit/kiềm, tinh chế nước rỉ rác, tách/chiết và kết tủa nguyên tố. Cốt lõi của quá trình tái chế-ướt nằm ở giai đoạn lọc kim loại, trong đó axit vô cơ hoặc hữu cơ được sử dụng để thu hồi kim loại dưới dạng ion thành dung dịch axit.
