Desmontagem e recuperação da bateria de fosfato de ferro e lítio

A bateria de fosfato de ferro e lítio aposentada que não tem o valor de utilização em cascata e as baterias após a utilização em cascata finalmente entrarão no estágio de desmontagem e recuperação. A diferença entre a bateria de fosfato de ferro e lítio e a bateria de material ternário é que ela não contém metais pesados ​​e a recuperação é principalmente Li, P e Fe. O valor agregado dos produtos recuperados é baixo, portanto, uma rota de recuperação de baixo custo precisa ser desenvolvida. Existem basicamente dois métodos de reciclagem: método de fogo e método úmido.
Processo de recuperação de incêndio
O método tradicional de recuperação de fogo geralmente envolve a incineração em alta temperatura de peças de eletrodo, que queima o carbono e a matéria orgânica nos fragmentos de eletrodo. As cinzas restantes que não podem ser queimadas são finalmente peneiradas para obter materiais em pó fino contendo metais e óxidos metálicos. O processo deste método é simples, mas o processo de tratamento é longo e a taxa de recuperação abrangente de metais valiosos é baixa. A tecnologia de recuperação pirometalúrgica aprimorada envolve a remoção de aglutinantes orgânicos por meio de calcinação, separando o pó de fosfato de ferro e lítio da folha de alumínio para obter material de fosfato de ferro e lítio. Em seguida, uma quantidade apropriada de matéria-prima é adicionada para obter a proporção molar necessária de lítio, ferro e fósforo, e um novo fosfato de ferro e lítio é sintetizado por meio do método de estado sólido de alta temperatura. De acordo com a estimativa de custo, a reciclagem seca pirometalúrgica melhorada de resíduos de baterias de fosfato de ferro e lítio pode alcançar lucratividade, mas o fosfato de ferro e lítio recém-preparado usando este processo de reciclagem tem muitas impurezas e desempenho instável.
Processo de recuperação úmida
A recuperação úmida é principalmente para dissolver os íons metálicos na bateria de fosfato de ferro e lítio por meio de soluções ácidas e alcalinas e extrair ainda mais os íons metálicos dissolvidos na forma de óxidos, sais, etc. por precipitação, adsorção, etc. O processo de reação usa principalmente H2SO4 , NaOH, H2O2 e outros reagentes. O processo de recuperação úmida é simples, com poucos requisitos de equipamento e adequado para produção em escala industrial. É o mais estudado por estudiosos e também a principal rota de tratamento para resíduos de baterias de íon-lítio na China.
A recuperação úmida da bateria de fosfato de ferro e lítio depende principalmente da recuperação do eletrodo positivo. Ao usar um processo úmido para recuperar o cátodo de fosfato de ferro e lítio, o primeiro passo é separar o coletor de folha de alumínio da substância ativa do cátodo. Um método é usar solução alcalina para dissolver e coletar o fluido, enquanto a substância ativa não reage com a solução alcalina e pode ser obtida por filtração. O segundo método é dissolver o aglutinante PVDF com um solvente orgânico para separar o material do cátodo de fosfato de ferro e lítio da folha de alumínio. A folha de alumínio é reutilizada e a substância ativa pode ser tratada posteriormente. O solvente orgânico pode ser destilado para conseguir sua reciclagem. Comparado aos dois métodos, o segundo método é mais ecológico e seguro. Uma maneira de recuperar fosfato de ferro e lítio do eletrodo positivo é gerar carbonato de lítio. Este método de reciclagem tem um custo menor e é adotado pela maioria das empresas de reciclagem de fosfato de ferro e lítio, mas o principal componente do fosfato de ferro e lítio, fosfato de ferro (com um teor de 95 por cento), não é reciclado, resultando em desperdício de recursos.
O método de recuperação úmida ideal é converter resíduos de materiais de cátodo de fosfato ferroso de lítio em sais de lítio e fosfato de ferro, obtendo a recuperação total do elemento de Li, Fe e P. Para converter fosfato ferroso de lítio em sais de lítio e fosfato de ferro, o óxido ferroso precisa ser oxidado a ferro trivalente, e o lítio é lixiviado por lixiviação ácida ou alcalina. Alguns estudiosos usam calcinação por oxidação para separar folhas de alumínio e fosfato de ferro e lítio, que são então lixiviados e separados por ácido sulfúrico para obter fosfato de ferro bruto. A solução é então precipitada em carbonato de lítio usando carbonato de sódio para remoção de impurezas; O filtrado é evaporado e cristalizado para obtenção do produto sulfato de sódio anidro, que é comercializado como subproduto; O fosfato de ferro bruto é posteriormente refinado para obter fosfato de ferro para baterias, que pode ser usado para a preparação de materiais de fosfato de ferro e lítio. Este processo vem acontecendo há muitos anos