中国新能源乘用车上的锂矿产及锂回收潜力空间分布

为保障新能源汽车产业快速发展和锂资源供给安全,当前亟须准确掌握、测算新能源汽车锂电池的锂回收潜力及其空间分布。论文利用中国新能源乘用车生产大数据、消费大数据,综合考虑新能源乘用车单位车辆储电量、装配锂电池类型结构、单位储电量锂消费强度、锂电池使用寿命等动态数据,测算新能源乘用车上的锂库存和锂回收潜力。结果显示:1)近年来中国新能源乘用车上的锂库存和锂回收潜力呈现快速增长的趋势,截至2021年蓄积在新能源乘用车上的锂库存已经超过2.2万t,但短期内新能源乘用车的锂回收潜力规模并不大,2021年新能源乘用车的锂回收潜力仅有730 t;2)新能源乘用车上的锂库存和锂回收潜力主要集中在重点地区和重点城市,2021年京津冀、长三角、珠三角地区贡献了全国60%的锂回收潜力,京沪杭等18个城市的锂回收潜力占全国总体锂回收潜力的73%;3)近5年,新能源乘用车的锂库存和锂回收潜力在空间上呈现出从集中走向分散的特征。

盐湖提锂尾液中锂回收的吸附试验研究

从高镁锂比盐湖提锂生产尾液中回收锂,可实现锂资源高效回收利用,对企业经济效益的提高具有重要意义。以东台吉乃尔盐湖提锂尾液为原料,系统性研究了铝系层状锂吸附剂JW-LAHS对提锂尾液中锂的静态、动态吸附和解吸过程。结果表明,吸附剂的静态吸附容量为7.3 mg/g,镁锂分离因子为27.98;最佳动态吸附条件为床层高度24.8 cm,进料流速3.5 mL/min,此时穿透时间为22.0 min,Li+吸附率大于95%,饱和时间为210 min,饱和吸附容量达到5.5 mg/g,表明锂吸附剂适合从高镁锂比提锂尾液中回收锂。BDST模型能够准确预测床层穿透时间,误差小于8.61%。使用去离子水进行解吸,增大解吸流速能够加速Li+脱出,但对Mg^(2+)的解吸无明显影响。解吸流速为4.6 mL/min,解吸360 min时,Li+解吸率为83.25%,总解吸液的镁锂比值为0.7,仅为提锂尾液(80)的0.88%。循环20次后吸附容量仍能保持原来的82%以上,表明锂吸附剂循环稳定性良好。

粉煤灰中铝、镓、锂回收技术研究进展

粉煤灰是燃煤电厂产生的主要固废,除了富含Al元素,还含有Ga、Li等有价元素,是铝、镓、锂等有价金属的潜在性提取资源。各种粉煤灰回收铝工艺中,传统碱法工艺、碱溶工艺、酸法工艺等还不能达到低能耗、低试剂消耗、低排放、高回收率的要求,其他新型工艺,如水化学法、真空热还原法、碳热氯化法等,具有产渣量少和绿色环保的优点,但仍处于实验室小试研究阶段;粉煤灰中镓和锂的含量相对较低,回收工艺一般采用沉淀法、溶剂萃取法和树脂吸附法,树脂吸附法具有选择性好、环境污染小的优点,但主要用于碱性体系;铝、镓和锂等多元素协同回收是实现粉煤灰资源化利用的重要途径。“一步酸溶法”工艺技术以氧化铝提取为主线,以镓、锂提取和硅铝基材料制备为副线,是目前粉煤灰资源化利用工艺中最具应用前景的工艺。未来,在粉煤灰中有价金属综合回收方面还需要加强以下几方面研究:研发新型的烧结技术,开发硅钙渣的综合性利用途径,彻底解决碱法工艺能耗高和废渣量大的问题;加大无机非金属材料改性的研发力度,解决酸法工艺的设备腐蚀问题;研发廉价的萃取剂和吸附树脂,或开发更加高效的除杂工艺,从而降低酸法工艺的投资成本。

磷酸铁锂/石墨烯复合材料的制备及锂回收应用

以溶胶−凝胶法制备了磷酸铁锂(LiFePO_(4),简称LFP)。将LFP和胺基化石墨烯(GNs)制成悬浮液,以滴涂法制备了磷酸铁锂和胺基化石墨烯修饰钛网电极(LFP/GNs/Ti)。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征了电极的形貌和微观结构,结果显示:LFP和GNs混合物均匀地分散在钛网电极表面,LFP纳米球颗粒的平均直径为(20±2)nm。以LFP/GNs/Ti电极,采用电化学辅助吸附−脱附法研究了盐溶液中锂离子(Li^(+))的分离行为,考察了pH、电位、时间等因素对Li^(+)分离效果的影响。恒电位静态吸附过程中,LFP/GNs/Ti电极对Li^(+)的吸附符合准二阶动力学模型。在Li^(+)初始浓度75 mg/L、pH 6、25℃、−0.3 V、6 h的条件下,Li^(+)的吸附容量为30.1 mg/g。在循环伏安法脱附过程中,以pH为4的0.5 mol/L NH4Cl盐酸溶液作为脱附液,在25℃、+0.8 V至−0.8 V的范围内扫描300圈,Li+的脱附率可达90%,LFP/GNs/Ti电极得到同步再生。

三室膜电渗析分离硫酸锂回收酸碱

设计使用三室膜反应器通过电渗析来分离废旧锂离子电池正极材料回收过程中产生的Li_(2)SO_(4)溶液并得到高浓度的LiOH和H_(2)SO_(4)溶液,循环用于生产线中,实现闭环控制,提升材料利用率和回收经济性。考察了电流密度和淡化室初始浓度对回收结果的影响。实验表明,Li^(+)和SO_(4)^(2-)的分离率分别为94.4%和83.8%,回收率分别达到88.8%和76.3%;从相同反应时间及理论迁移相同离子数两个角度分析四种电流密度的适用性,结果表明833.33 A/m^(2)恒电流密度回收效率最高;淡化室溶液初始浓度越高,阴极浓缩室溶液浓度越大,浓度提升速率越快,一定程度上降低了能耗。

定向循环技术回收制锂的研究进展

从退役锂离子电池中回收锂是解决锂资源短缺的重要途径之一。从退役锂离子电池产业链出发,分别研究退役三元正极材料和磷酸铁锂(LiFePO_(4))锂离子电池中定向循环回收制锂的技术进展,分析不同技术优缺点,并展望该工艺的发展趋势和前景。三元正极材料锂离子电池前端提锂工艺有助于提高锂回收率,磷酸铁锂锂离子电池湿法回收有较高的锂回收率。同时,提出构建高效低成本浸出体系、优化低温焙烧体系,构建全链条一体化定向循环低碳回收体系的设想。

退役三元正极材料锂离子电池化学沉淀法回收锂工艺热力学研究

退役三元正极材料锂离子电池锂资源再利用是减少环境污染、解决锂资源短缺的重要方法之一.从退役三元正极材料锂离子电池湿法处理过程中化学沉淀法回收锂流程出发,研究了LiCl、Li_(2)SO_(4)、LiNO_(3)体系不同沉淀回收锂反应的热力学.结果表明:在热力学角度,磷酸钠对于三种体系均有着适宜的沉淀效果;采用氟化物做沉淀剂时,氟盐要优于氢氟酸用于沉淀反应;相比于其他沉淀剂,碳酸钠用于Li_(2)SO_(4)体系沉锂效果最不好.

沉锂母液回收锂工艺研究进展

在采用碳酸盐沉淀法生产碳酸锂过程中,约有20%的锂会损失在沉锂母液中。从沉锂母液中回收锂,既可以解决碳酸锂生产工艺废水的排放问题,又可以提升锂的总回收率,对国家战略能源储备和企业生产具有十分重要的意义。各种沉锂母液回收锂工艺中,析钠法工艺简单易操作,但基本只能生产工业二级碳酸锂产品,产品价值不高;沉淀法大大提升了母液中锂的回收率,但磷酸盐和氟化盐的使用会引入大量磷酸根离子和氟离子,对环境具有很大的不利影响;吸附法工艺简单、锂选择性好、回收率高,但存在吸附剂实际吸附容量小和溶损严重的问题;萃取法具有锂选择性强、提取率高的优点,但传统萃取体系均采用无机酸反萃,反萃酸度高,导致设备腐蚀严重,作业环境差。开发低成本、高效率、绿色环保的回收技术,是未来沉锂母液回收锂的必然发展方向。

从黑粉浸出液中回收制备磷酸锂

为探究电池黑粉中锂的高效回收,采用磷酸钠沉淀法提锂,系统考察溶液pH、沉淀剂用量、反应温度、反应时间对沉锂过程的影响,确定较优沉淀提锂条件。结果表明:在磷酸钠用量为理论量的150%、pH为11、80℃反应1.5 h的较优条件下,锂沉淀率可达99.15%,得到颗粒均匀的球状磷酸锂产品。该方式为电池黑粉中回收锂提供参考。

含锂废铝电解质综合回收工艺研究现状

废铝电解质中除了主要成分冰晶石外还含有7%Li,锂回收工艺包括火法工艺和湿法工艺,火法工艺主要用于废铝电解质预处理,湿法工艺通过浸出将锂富集到浸出液,并制备锂盐。传统浸出技术路线包括硫酸浸出、硝酸浸出、碱浸等,以产出碳酸锂为主要目的,部分技术路线同时副产冰晶石,实现了废铝电解质中有价组分的综合回收。在传统浸出技术路线的基础上,又有火法-湿法相结合、碱浸-酸浸结合、无机盐或有机酸浸出等创新性技术的出现。分析含锂废铝电解质综合回收技术研究趋势,可以看出以湿法处理工艺占据主导地位,虽然其普遍存在流程较长、工序较复杂的情况,但能实现Li、F、Al等有价组分的综合回收。本文详细介绍了各种处理工艺的优缺点及工程化应用所面临的挑战,指出在浸出回收锂的同时,以可操作、具有经济性、最大程度回收废铝电解质中其他有价组分为前提的技术路线具有更现实的意义。

锂电池三元正极材料生产废水回收锂的试验研究及工艺设计

以锂电池三元正极材料生产废水为研究对象,通过试验,验证了碳酸钠沉淀法回收锂的工艺可行性,并得到了沉锂的最优工艺条件:反应温度为85℃,反应时间为70 min,碳酸钠加入量为理论的1.1倍,碳酸钠浓度为250 g/L,搅拌速度为200 r/min。经重复性试验证明,该工艺稳定可靠,单次沉锂,锂的回收率大于85%。并基于此条件,对锂电池三元正极材料生产废水回收锂的工艺进行了设计,可为锂电池三元正极材料生产废水回收锂工程应用提供指导。

优先提锂湿法工艺回收废旧磷酸铁锂电池

文章详细介绍了一种优先提锂湿法回收碳酸锂的工艺流程,先用碱除铝,再酸浸分离磷酸铁,除杂后沉锂,工艺流程简化、试剂消耗量小、锂浸出选择性较高,工艺经济效益相对更好,可以为磷酸铁锂电池回收企业提供一种工艺流程简化、试剂消耗量小、锂浸出选择性较高、工艺经济效益相对更好的工艺技术路线。

基于热平衡的废旧锂离子电池回收系统二燃室简化用气量预测

基于锂离子电池回收过程中的质热平衡计算,依靠Matlab平台,针对物理破碎预处理过程(破碎-热处理-二燃-急冷),根据电池种类、单位时间投料量,以及二燃室相关结构参数计算过程中所需天然气与助燃空气量,为生产过程中工艺参数调节提供理论支持;或根据所提供预计回收量推演二燃室尺寸,为回收过程精准化控制提供基础。

离子交换树脂回收废水中锂离子的试验研究

为了研究离子交换树脂回收废水中锂离子的工艺参数,使用4种大孔离子交换树脂(HYC-100、D401、D500、LI500),在锂离子质量浓度为1600 mg/L,流速为6 mL/min条件下动态吸附某新能源电池企业生产废水中的锂离子,筛选出锂离子去除效果最佳的HYC-100树脂。采用HYC-100树脂在不同pH值、不同吸附流速及两级吸附条件下开展静态吸附及动态吸附试验,并考察了盐酸解吸液浓度对解吸效果的影响。结果表明:在树脂质量为10.00 g,锂离子质量浓度为1600 mg/L,吸附时间为2 h的条件下,静态吸附最佳pH值为10,静态吸附量为22.4 mg/g。优选最佳pH值为10,不同流速下动态吸附,最佳吸附流速为6 mL/min。在最佳吸附流速为6 mL/min,最佳pH值为10的条件下,动态吸附量达到6.46 mg/g。在上述最佳条件下一级吸附混合液进入二级吸附,得到每一级树脂吸附总量与废水中锂离子含量成正比。吸附饱和后的树脂使用不同浓度盐酸在2 mL/min流速下解吸,最佳盐酸解吸液浓度为2.5 mol/L,对锂离子的解吸及浓缩效果最好,浓缩倍数为2.7倍。

从铝电解质中回收锂资源的工艺研究进展

高效回收并循环利用废弃铝电解质中的锂和铝资源是目前涉锂行业以及铝工业中的重要课题。根据目前实际应用情况,铝电解质提锂工艺可以分为三个阶段,分别是预处理阶段、浸取阶段和沉锂阶段,各个阶段中都有不同的工艺方法,尤其是预处理阶段和浸取阶段。从现有的铝电解质提锂工艺进行介绍,综述了不同方案的工艺流程、工艺原理以及优缺点,为锂资源回收行业和铝资源综合利用行业提供参考。

氢还原-水浸工艺回收废旧三元锂离子电池中锂的试验研究

针对当前废旧三元锂离子电池回收过程中有价元素锂回收率低的问题,中国恩菲提出了氢还原-水浸新工艺,利用氢气还原正极材料中的高价镍钴锰,解离活化其中的锂,通过水浸分离回收锂,将镍钴锰留在渣中,实现了锂与镍钴锰的分离,与传统锂回收工艺相比取得了技术性突破。该工艺最佳工艺参数:氢还原过程为氢还原时间1 h,温度500℃;水浸过程为液固比5∶1,温度80℃,时间40 min。最佳工艺参数条件下,锂的回收率可以达到95.8%,将未经净化除杂处理的水浸出液蒸发结晶后可以制备出纯度为95.4%的氢氧化锂产品。

废旧三元动力电池资源化回收锂的工艺优化

针对废旧三元动力电池回收工艺流程长,锂回收率低,且大部分企业锂回收仅生产粗制碳酸锂、磷酸锂,产品附加值低的现状,采用浮选-还原焙烧碳化提锂工艺生产电池级碳酸锂。结果显示,在优化工艺指标和设备参数下,锂回收率大于90%;通过浮选除去大部分负极石墨,可有效地减小浸出设备和压滤设备规格,并缩短后续镍钴锰元素回收工艺流程,减少萃取过程中的酸耗和碱耗;碳化提锂溶液杂质含量低,经净化处理后可生产电池级碳酸锂,从而提高企业经济效益。

退役磷酸铁锂电池回收技术综述

近年来,我国新能源汽车及储能领域快速发展,磷酸铁锂电池使用量井喷式上升。在未来会产生大量退役磷酸铁锂电池,对其进行回收不仅可以缓解国内锂资源紧缺的问题也能减少含氟电解液带来的环境污染。回顾了近年来国内外退役磷酸铁锂电池回收技术,包括电池预处理、磷酸铁锂正极废料修复、全浸出回收、选择性提锂及提锂尾渣的回收等,总结归纳了各技术最新的研究成果,从工艺的经济性、回收率、环境影响等方面,对各个工艺的优缺点进行分析,并展望了未来退役磷酸铁锂电池回收技术的发展方向。

废旧锂电池中锂的回收

对废旧锂电池中经浸出除杂后的浸出液用氟化钠料液沉淀锂元素。以n(F)/n(Li)过量比、反应温度、搅拌速率、反应时间、洗涤水温为参考因素,考察各因素对锂的回收率及镍钴锰元素损失率的影响。实验结果表明,氟化钠料液沉淀锂元素的最优条件组合选择n(F)/n(Li)过量比为1.2,反应温度为90℃,搅拌速率为300 r/min,反应时间为8 h,洗涤水温为90℃,此条件下锂的回收率达90.31%,镍钴锰的损失率小于1.50%。

回收磷酸铁锂材料金属元素浸出动力学研究

采用盐酸对回收的磷酸铁锂正极材料中的金属元素进行浸出实验,重点研究了盐酸过量的比例、酸浸的温度、酸浸的时间等对金属元素浸出效果的影响。结果表明,在盐酸过量1.2倍、酸浸温度70℃、搅拌速度200r/min、时间45分钟条件下,金属元素的酸浸出率可以达到98.2%,实现了磷酸铁锂材料中金属元素的有效回收。