冶金方法处理废旧镍镉电池的研究进展
废锂离子电池的冶金回收工艺研究进展
废锂离子电池的冶金回收工艺研究进展
郭宇;于刚强;陈标华
【期刊名称】《北京工业大学学报》
【年(卷),期】2024(50)2
【摘要】回收废锂离子电池对资源可持续性和人类健康至关重要。
废锂离子电池需要经过预处理拆解为各种组分,其中正极材料是各种组分中最具回收价值和意义的部分。
目前,冶金工艺是废锂离子电池正极材料回收的主要方法,该工艺主要包括废锂离子电池的预处理、有价金属的提取、产品的回收3个阶段。
总结了各阶段的主要方法和进展,并对比了各种方法的优缺点。
经对比发现在废锂离子电池的预处理阶段中,机械化的处理方式是未来的发展方向;在有价金属的提取和产品回收的2个阶段中,将各种工艺相耦合来开发绿色、低成本、高效率的组合工艺将是今后的发展趋势。
【总页数】16页(P230-245)
【作者】郭宇;于刚强;陈标华
【作者单位】北京工业大学环境与生命学部
【正文语种】中文
【中图分类】X705
【相关文献】
1.酸浸和沉淀组合工艺回收废锂离子电池中的钴和锂（英文）
2.用酸浸—生物浸出工艺从废锂离子电池电极材料中回收金属钴铜镍
3.废锂离子电池正极材料湿法冶金回收技术研究进展
4.废锂离子电池三元正极材料的回收利用工艺
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废弃电池中有价值材料的提取和再利用研究
废弃电池中有价值材料的提取和再利用研究摘要：随着电子设备的广泛普及和更新迭代，废弃电池的数量持续增加，引发了对废弃电池处理的关注。
废弃电池中包含有价值的材料，例如稀有金属、有机盐和高能量物质等，这些材料的提取和再利用对环境保护和资源可持续利用具有重要意义。
本篇文章将探讨废弃电池中有价值材料的提取和再利用的研究进展，包括提取技术、再利用技术以及存在的挑战和未来发展方向。
1. 引言废弃电池处理的需求日益增长，其背后的主要原因是电子设备的快速发展和普及。
废弃电池中储存着大量有价值的材料，对实现循环经济和资源可持续利用具有重要意义。
2. 废弃电池中有价值材料的提取技术2.1 物理方法物理方法是废弃电池提取有价值材料的基础。
目前常见的物理方法包括破碎、磁性分离和重力分离等。
破碎过程可以将电池分解成不同组分，为后续的提取过程提供便利；磁性分离通过利用电池中的磁性材料与非磁性材料的差异实现分离；重力分离则利用材料的密度差异将不同材料分离。
2.2 化学方法化学方法在废弃电池提取有价值材料方面发挥着重要作用。
常用的化学方法包括酸浸、碱浸和还原等。
酸浸技术利用酸性溶液对废弃电池进行浸泡，溶解出其中的有价值材料；碱浸技术则是将废弃电池浸泡在碱性溶液中，以溶解出目标物质；还原技术则通过还原反应，将废弃电池中的金属氧化物还原成金属。
3. 废弃电池中有价值材料的再利用技术3.1 电池材料的再利用废弃电池中的材料可以被再利用，例如使用稀有金属作为电池的正极材料。
研究人员正在努力改良电池材料的结构和性能，以提高电池性能和循环寿命。
3.2 废弃电池的再制造废弃电池的再制造包括电池的组装和重构，以使其具备再次使用的能力。
这种再利用方法可以减少新电池的制造量，节约资源。
4. 存在的挑战和未来发展废弃电池的处理和有价值材料的提取和再利用仍面临着多个挑战。
一是废弃电池回收渠道不畅，导致大量废弃电池无法得到处理；二是在提取和再利用过程中，存在技术难题和高成本问题；三是对于一些稀有金属的高效提取仍需要进一步研究。
废旧电池回收利用技术研究
废旧电池回收利用技术研究一、废旧电池的分类电池是一种化学储能装置，由于使用寿命有限，每年都会产生大量的废旧电池，这些电池中含有许多有害物质，对环境和人类健康都可能造成损害。
因此，对废旧电池进行回收和利用至关重要。
废旧电池主要包括干电池、锂电池、镍氢电池等几种类型，它们的回收利用技术不尽相同。
1. 干电池干电池使用寿命较短，容易产生电池漏液问题，且其废弃物中含有大量的重金属，会严重影响环境和人类健康。
目前，我国的废干电池回收率较低，主要限于个别地区，且回收利用技术较为落后。
2. 锂电池锂电池相比干电池性能更优越，广泛应用在电动汽车、手机等电子设备中。
但是，其废旧电池中含有一定量的重金属和有毒有害物质，如果随意处理，会造成环境污染和资源浪费。
3. 镍氢电池镍氢电池的废旧电池中主要含有镉、镍等有害物质，其回收技术相对成熟，但由于其回收成本较高，导致回收率不高。
二、废旧电池回收利用技术研究废旧电池回收利用技术研究一直以来都是一个热门话题，目前国内外都在积极探索和研究相关技术。
以下是针对不同类型电池的技术研究进展：1. 干电池回收利用技术目前干电池的回收利用主要有两种方式：一种是利用回收的废镍片进行新电池生产，另一种是对废干电池进行分类回收。
在前者中，回收的废镍片经过一系列的工艺处理后可以再生产成新电池，这种技术可以有效减少废弃物的数量和对环境的污染。
而在后者中，废干电池中的有害物质会被分类回收和处理，真正达到废物资源化的目的。
2. 锂电池回收利用技术目前对于废旧锂电池的回收利用，主要依靠物理和化学分离技术。
物理分离技术主要是采用高温熔炼法，将废电池放到特定设备中进行加热炼化，然后通过气体吸附来分离出各种有价值的元素。
而化学分离技术则是通过对废旧锂电池进行溶解，再利用电解、化学还原、电化学合成等化学方法来分离和提取有价值的物质。
这种回收利用技术可以将废旧锂电池中的金属资源提取出来，并制成新的电池或其它电子产品。
废旧电池回收处理处置技术研究进展
废旧电池回收处理处置技术研究进展贾蕗路;裴峰;伍发元;刘建文【摘要】近年来,废旧电池对环境的影响成为日益凸显的重大民生问题.废旧电池的合理处置及再生利用越来越受到人们极大的关注.就传统的几大类废旧二次电池及废旧锂离子电池的回收处理处置技术进行了简要综述与评论.我国目前尚缺乏废旧电池的高效回收途径,需加快将科研成果转化为规模化生产的速度,加强废旧电池回收技术的工业化研究.同时指出废旧锂离子电池的回收处理处置将是未来一段时间内科研及市场化运作的重点方向.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2013(037)011【总页数】3页(P2067-2069)【关键词】废旧电池;回收处理处置;研究进展【作者】贾蕗路;裴峰;伍发元;刘建文【作者单位】江西省电力科学研究院,江西南昌330096;江西省电力科学研究院,江西南昌330096;江西省电力科学研究院,江西南昌330096;湖北大学化学化工学院,湖北武汉430062【正文语种】中文【中图分类】TM912近些年来，废旧电池对环境的影响成为日益凸显的重大民生问题。
据中国电池工业协会统计数据，每年有接近200亿只电池报废。
其中，我国每年报废50万吨废锌锰电池；铅酸蓄电池每年报废量大于一亿只，且年增长率达30%。
废电池含有毒重金属如：铅、镉、汞、锌、锰等和酸、碱化学物质，对人体健康和生态环境造成巨大危害。
因此，废电池的合理处置及再生利用越来越受到人们极大的关注[1-2]。
废旧电池包括一次性普通干电池（锌锰电池）、镉镍/氢镍电池、铅电池、锂电池等。
不同种类废电池对于环境的污染差别大，相对应的处置及再生利用技术也不同。
一般来讲，废电池需要经过破碎预处理分选出各部件，主要包括：电极活性物质、集流体/板栅、隔膜、外壳及附属件、电解液等。
其中重点对电极活性物质中的有价金属进行回收再利用[3-4]。
以下就国内外废电池回收处理处置领域的最新研究进展和发展趋势做简要综述及评论。
关于废旧镍氢电池回收再利用分析
关于废旧镍氢电池回收再利用分析镍氢电池电池不仅具有输出功率大、能量密度高的特点，同时其电极材料内部还不含铅、镉、汞等严重污染环境的重金属元素，是一种有利于环保的可重复使用资源。
而这些显著的优势使其不论是在工、农业领域，还是在人民实际生活领域都得到了较为广泛的应用。
但是也正是由于镍氢电池与日俱增的使用量，使得相关制造材料，如电极活性材料以及有色金属材料等矿产资源呈现出了日益枯竭的发展趋势，严重威胁人类社会的可持续发展。
如何提升镍氢电池的回收率与利用率也显得迫在眉睫。
1 镍氢电池的基本概述镍氢电池的产生是环境意识的提升和电子信息产业发展的必然结果，而它的发展与进步则离不开航天高压镍氢电池的发展与应用。
镍氢电池有着极为复杂的组成结构，具体包含正负极板、隔板、密封垫片、绝缘盖板、金属外壳、塑料套管、电解液、负极桶以及正极盖等。
另外，镍氢电池作为一种碱性电池，其正极采用的是镍电极，而负极采用则是氢氧化物电极，其电解质则为氢氧化钾水溶液。
在镍氢电池充电时，镍氢电池正极上的Ni（OH）2将转化成NiOOH，覆盖在电极上水分子则会在负极上还原成氢原子，而还原后的氢原子会吸附于电极并形成吸附态的MH，并扩散到负极贮氢合金内部而被吸收形成固体MH。
当溶解于贮氢合金中的氢原子不断增多时，氢原子则会与合金进行反应，形成的β-MH在合金中扩散慢，即对充电过程进行控制。
而在镍氢电池放电时，NiOOH由于得到电子而转变成N（iOH）2，MH内部的氢原子扩散到表面而形成氢原子，且呈吸附态，进而再产生电化学反应形成水分子与贮氢合金。
2 我国废旧镍氢电池电池回收再利用存在的问题废旧镍氢电池的回收经济价值很高，因为其电池内部拥有着大量的镍，钻以及稀土等珍贵矿产资源。
加大废旧镍氢电池的回收力度，不仅有益于减少电池成本，还能够有效促进社会经济效益的提升，对社会的可持续发展有着极为重要的现实意义。
然而从目前情况来看，我国针对于废旧镍氢电池的回收，仍然处于起步阶段，其回收利用水平与西方等发达国家仍然存在着一定的差距，而究其原因，主要是由以下三个方面造成的。
镉镍废电池湿法回收工艺
镉镍废电池湿法回收工艺徐承坤1, 翟玉春2, 田彦文2(1.东北大学理学院化学系,辽宁沈阳110006; 2.东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110006)摘要:研究了镉镍废电池的湿法回收工艺过程。
考察了废电池中镍和镉的浸出热力学及其在硫酸溶液中的浸出动力学。
结果表明,废电池中镍和镉的浸出热力学及动力学规律有较大差异,通过控制硫酸溶液的温度和酸度等因素,可以使镉和镍分别浸出,达到在浸出阶段就实现Cd 与N i 分离的目的。
对电解法和碳酸盐沉淀法回收浸出液中镉的工艺也进行了研究。
由于选择性浸出,镉浸出液中的镍钴铁离子浓度很低,电解回收镉时可以提高电流密度。
而以CdCO 3沉淀的形式回收镉时,不必加入大量的(NH 4)2SO 4就可以取得较高的镉沉淀率及产品纯度。
在上述实验研究的基础上,提出了镉镍废电池湿法回收的工艺流程。
关键词:镉镍电池;回收利用;浸出中图分类号:T M 912.2 文献标识码:A 文章编号:1002-087X(2001)01-0032-03Hydrometallurgical recovery process for waste N -i Cd batteriesXU Cheng -kun 1, ZHAI Yu -chun 2, T IAN Yan -w en 2(1.De p artment of Che mistry ,Nor theastern Univer sity ,Shenyang L iaoning 110006,China;2.S chool of M aterials and M etallu rgy ,Nor theastern Unive rsity ,Shenyang L iaoning 110006,China)Abstract :Hydrometallurgical processes for recovery metal values from w aste nicke-l cadmium batteries were studied.The leaching thermodynamics and kinetics of cadmium and nickel in the waste batteries were invest-i gated.The results show that cadmium and nickel assume different leaching thermodynamics and kinetics in thew aste batteries.Cadmium and nickel in the waste batteries can leached selectively at different temperature and H 2SO 4concentration.T his process leads to the nearly complete separation of cadmium from nickel in the leaching stage.Electrolysis and CdCO 3precipitation technology w ere investig ated to recover cadmium from cad -mium -rich leach solution.Because of selective leaching of cadmium,Ni,Co and Fe ion concentrations in cadm-i um -rich leach solution are so low that the electrolytic current density of cadm ium can be raised markedly.A se -lective leaching process of cadmium and flow of hydrometallurgy technology for recycling of w aste nicke-l cadm-i um batteries w ere developed.Key words:nicke-l cadmium batteries;recovery;leach收稿日期:2000-05-10作者简介:徐承坤(1962 ),男,沈阳市人,副教授,博士。
镍废料的环保科技创新与发展
镍废料的环保科技创新与发展近年来，镍废料的环保科技创新与发展得到了广泛的关注。
作为一种重要的金属材料，镍在许多工业领域如冶金、电子、化工等中被广泛应用。
然而，由于其生产和使用过程中产生的废料对环境和人类健康造成了严重的危害，对镍废料的有效处理和资源化利用成为了亟待解决的问题。
为了实现镍废料的环保处理和资源化利用，科技创新成为了当今的重要课题。
一种环保科技创新方法是采用高效的废料处理技术。
传统的镍废料处理方式往往采用焚烧、填埋等简单粗暴的方法，这种处理方式不仅耗能大，同时也会产生大量的二氧化硫、氯化氢等有害物质，对环境污染和气候变化造成了极大的压力。
而现代的环保科技创新使得我们可以更加高效地处理镍废料。
例如，采用物理分离、矿浸提取、浮选等技术可以将镍废料中的金属元素和其他有价值的物质分离出来，实现资源的回收和再利用。
此外，利用高温等离子体技术、微生物降解等方法也可以实现高效的镍废料处理，减少对环境的影响。
另一种环保科技创新方法是将镍废料进行资源化利用。
镍废料中含有丰富的金属元素，如镍、铜、钴等。
这些金属元素在当今的工业中具有重要的价值。
因此，通过环保科技创新，将镍废料中的金属元素回收并加以利用，不仅可以降低对自然资源的需求，还可以减少新的金属材料的生产，从而减少对环境的影响。
目前，已经有许多环保科技创新项目在进行镍废料的资源化利用方面取得了显著的成果。
例如，利用化学还原、电压电解等技术可以将镍废料中的金属元素还原成纯金属，用于制造新的产品，如合金、电池等。
此外，镍废料中的有机物也可以通过生物降解等技术转化为生物燃料或者有机肥料，实现废料的资源化利用。
除了废料处理和资源化利用之外，还有一些科技创新可以降低镍废料对环境造成的影响。
例如，通过改进生产工艺和设备，减少对镍废料的产生。
通过加强生产过程的监测和控制，实现废料的减量化生产，不仅可以降低对环境的污染，还可以提高资源利用率。
此外，开展环境友好型镍废料利用技术研究，如矿浸提取、浮选、生物法等，能够降低镍废料的处理成本，同时减少对环境的损害。
废旧电池的回收及利用的研究
废旧电池的回收及利用的研究郑炳灼、范建锥引言如今，电池的使用越来越广泛。
而用过的电池如何处理又成了一个新问题。
电池的主要成分是严重的污染物，直接排放到环境中必将造成严重的污染。
即使是污染较轻的物质，排放到环境中必将造成宝贵资源的浪费。
为此，国内外已展开关于废旧电池回收的研究，以求得合理的解决途径。
电池的主要成分以国内为例，电池可分为锌——锰电池，锌——汞电池，锌——银电池，锂电池等几大类。
主要原材料有二氧化锰，锌，石墨，氢氧化钾，铁外壳，铁钉，塑料帽等，其中二氧化锰，锌，石墨的用量最大。
例如某电池厂生产AA电池4200吨，二氧化锰年用量为1700吨，锌年用量为1700吨，石墨年用量为170吨。
废旧电池造成的污染及资源浪费如今在我国废旧电池与普通生活垃圾一样处理，致使大量过渡金属、贵重金属、碱液、炭粉排放到环境中，既造成资源浪费，又造成环境污染。
（1）环境污染电池中大多含有重金属汞、锌、铅、镍、铜等，它们在自然条件下难以消失。
重金属在环境中逐渐积累，富集到生物体中，又通过生物进入人体，威胁生命安全。
金属中毒的例子已屡见不鲜了。
1975年的水俣湾事件造成100多人死于非命，震惊了世界。
我国1995年通过电池向环境“贡献”971吨汞。
虽然尚未造成像水俣病那样的重大事件，但仍有危险存在。
电池不同程度地含有有害物质锰和汞。
用传统的清理垃圾的方法处理电池会造成严重的环境污染。
填埋法处理电池，会使二价锰离子在缺氧而有一氧化碳的情况下变成水溶性的碳酸盐，污染水源。
用焚烧法处理，会造成汞污染。
一颗小小的钮扣电池竟会污染60万升水，相当于一人一生的饮水量。
中国一年消耗近40万只钮扣电池，若不治理可以想象将会造成多大的污染。
（2）资源浪费废旧电池不加处理，堆放在垃圾场，电池中的宝贵资源就无法得到再次利用。
每年巨大的电池消费量使得许多资源损失，成为“摆错位置的财富”。
上文已说过电池的主要原料，制造电池花费了大量宝贵资源，不加以回收会造成巨大的浪费。