Liitiumraudfosfaadi aku lahtivõtmine ja taastamine

Vananenud liitiumraudfosfaatpatarei, millel ei ole kaskaadkasutamise väärtust, ja akud pärast kaskaadi kasutamist jõuavad lõpuks lahtivõtmise ja taastamise etappi. Liitiumraudfosfaatpatarei ja kolmekomponentsete akude erinevus seisneb selles, et see ei sisalda raskmetalle ning taastumine on peamiselt Li, P ja Fe. Taaskasutatud toodete lisandväärtus on madal, mistõttu tuleb välja töötada odav taaskasutustee. Peamiselt on kaks ringlussevõtu meetodit: tulemeetod ja märgmeetod.
Tulekahju taastamise protsess
Traditsiooniline tulekahju taastamise meetod hõlmab tavaliselt elektrooditükkide põletamist kõrgel temperatuuril, mis põletab elektroodi fragmentides sisalduva süsiniku ja orgaanilise aine. Ülejäänud tuhk, mida ei saa põletada, sõelutakse lõpuks, et saada peenpulbermaterjale, mis sisaldavad metalle ja metallioksiide. Selle meetodi protsess on lihtne, kuid töötlemisprotsess on pikk ja väärtuslike metallide terviklik taaskasutamise määr on madal. Täiustatud pürometallurgilise taaskasutamise tehnoloogia hõlmab orgaaniliste sideainete eemaldamist kaltsineerimise teel, liitiumraudfosfaadi pulbri eraldamist alumiiniumfooliumist, et saada liitiumraudfosfaatmaterjal. Seejärel lisatakse sobiv kogus toorainet, et saada liitiumi, raua ja fosfori nõutav molaarsuhe, ning uus liitiumraudfosfaat sünteesitakse kõrgtemperatuurse tahke faasi meetodil. Kuluhinnangu kohaselt võib liitiumraudfosfaatpatareide jäätmete täiustatud pürometallurgiline kuivringlussevõtt saavutada kasumlikkuse, kuid äsja valmistatud liitiumraudfosfaadil, mis kasutab seda ringlussevõtu protsessi, on palju lisandeid ja ebastabiilne jõudlus.
Märg taastamise protsess
Märg taaskasutamine seisneb peamiselt metalliioonide lahustamises liitiumraudfosfaatpatareis happe- ja leelislahuste kaudu ning lahustunud metalliioonide ekstraheerimine oksiidide, soolade jne kujul sadestamise, adsorptsiooni jne teel. Reaktsiooniprotsessis kasutatakse enamasti H2SO4 , NaOH, H2O2 ja muud reagendid. Märg taaskasutamise protsess on lihtne, madalate seadmenõuetega ja sobib tööstuslikuks tootmiseks. See on teadlaste poolt enim uuritud ja ka Hiinas levinud liitium-ioonakude jäätmekäitlusviis.
Liitiumraudfosfaatpatarei märja taastumine sõltub peamiselt positiivse elektroodi taastumisest. Kui kasutatakse liitiumraudfosfaatkatoodi regenereerimiseks märgprotsessi, tuleb esimeseks sammuks eraldada alumiiniumfooliumist kollektor katoodi toimeainest. Üks meetod on leeliselise lahuse kasutamine vedeliku lahustamiseks ja kogumiseks, samas kui toimeaine ei reageeri leeliselise lahusega ja seda saab filtreerimise teel. Teine meetod on sideaine PVDF lahustamine orgaanilise lahustiga, et eraldada liitiumraudfosfaatkatoodi materjal alumiiniumfooliumist. Alumiiniumfooliumit kasutatakse uuesti ja toimeainet saab edasi töödelda. Orgaanilist lahustit saab selle taaskasutamiseks destilleerida. Võrreldes kahe meetodiga on teine ​​meetod keskkonnasõbralikum ja ohutum. Üks viis liitiumraudfosfaadi taastamiseks positiivselt elektroodilt on liitiumkarbonaadi genereerimine. See ringlussevõtumeetod on madalama hinnaga ja seda kasutavad enamik liitiumraudfosfaadi ringlussevõtu ettevõtteid, kuid liitiumraudfosfaadi põhikomponenti, raudfosfaati (sisaldusega 95 protsenti), ei võeta ringlusse, mille tulemuseks on ressursside raiskamine.
Ideaalne märg taaskasutamise meetod on liitiumraudfosfaadi katoodmaterjalide jäätmete muundamine liitiumisooladeks ja raudfosfaadiks, saavutades elementide täieliku taaskasutamise Li, Fe ja P. Liitiumraudfosfaadi liitiumisooladeks ja raudfosfaadiks muundamiseks tuleb raudoksiidi oksüdeeritakse kolmevalentseks rauaks ja liitium leostub happe või leelise leostumisega. Mõned teadlased kasutavad alumiiniumlehtede ja liitiumraudfosfaadi eraldamiseks oksüdatsioonikaltsineerimist, mis seejärel leostatakse ja eraldatakse toorraudfosfaadi saamiseks väävelhappega. Seejärel sadestatakse lahus liitiumkarbonaadiks, kasutades lisandite eemaldamiseks naatriumkarbonaati; Filtraat aurustatakse ja kristalliseeritakse, et saada veevaba naatriumsulfaat, mida müüakse kõrvalsaadusena; Toorraudfosfaati rafineeritakse täiendavalt, et saada akukvaliteediga raudfosfaati, mida saab kasutada liitiumraudfosfaatmaterjalide valmistamiseks. See protsess on kestnud palju aastaid