Lityum demir fosfat pilin sökülmesi ve kurtarılması

Kaskad kullanım değerine sahip olmayan kullanımdan kaldırılan lityum demir fosfat pil ve kaskad kullanımından sonraki piller nihayet sökme ve kurtarma aşamasına girecektir. Lityum demir fosfat pil ile üçlü malzeme pil arasındaki fark, ağır metaller içermemesi ve geri kazanımının ağırlıklı olarak Li, P ve Fe olmasıdır. Geri kazanılan ürünlerin katma değeri düşüktür, bu nedenle düşük maliyetli bir geri kazanım yolunun geliştirilmesi gerekmektedir. Esas olarak iki geri dönüşüm yöntemi vardır: yangın yöntemi ve ıslak yöntem.
Yangın kurtarma süreci
Geleneksel yangın geri kazanım yöntemi genellikle, elektrot parçalarındaki karbon ve organik maddeyi yakan elektrot parçalarının yüksek sıcaklıkta yakılmasını içerir. Yakılamayan kalan kül, metaller ve metal oksitler içeren ince toz malzemeler elde etmek için nihai olarak elenir. Bu yöntemin işlemi basittir ancak arıtma süreci uzundur ve değerli metallerin kapsamlı geri kazanım oranı düşüktür. Geliştirilmiş pirometalurjik geri kazanım teknolojisi, lityum demir fosfat malzemesi elde etmek için lityum demir fosfat tozunu alüminyum folyodan ayırarak kalsinasyon yoluyla organik bağlayıcıların çıkarılmasını içerir. Daha sonra gerekli miktarda lityum, demir ve fosfor molar oranını elde etmek için uygun miktarda hammadde eklenir ve yüksek sıcaklıkta katı hal yöntemiyle yeni bir lityum demir fosfat sentezlenir. Maliyet tahminine göre, atık lityum demir fosfat pillerin iyileştirilmiş pirometalurjik kuru geri dönüşümü karlılık sağlayabilir, ancak bu geri dönüşüm sürecini kullanan yeni hazırlanan lityum demir fosfat birçok safsızlığa ve kararsız performansa sahiptir.
Islak kurtarma işlemi
Islak geri kazanım, esas olarak lityum demir fosfat pilindeki metal iyonlarını asit ve alkali çözeltiler yoluyla çözmek ve ayrıca çözünmüş metal iyonlarını çökeltme, adsorpsiyon vb. Yoluyla oksitler, tuzlar vb. , NaOH, H2O2 ve diğer reaktifler. Islak geri kazanım süreci, düşük ekipman gereksinimleri ile basittir ve endüstriyel ölçekli üretim için uygundur. Bilim adamları tarafından en çok incelenen ve aynı zamanda Çin'deki atık lityum-iyon piller için ana arıtma yöntemidir.
Lityum demir fosfat pilin ıslak geri kazanımı, esas olarak pozitif elektrotun geri kazanımına bağlıdır. Lityum demir fosfat katodunu geri kazanmak için ıslak bir işlem kullanırken, ilk adım alüminyum folyo toplayıcıyı katodun aktif maddesinden ayırmaktır. Yöntemlerden biri, sıvıyı eritmek ve toplamak için alkali çözelti kullanmaktır, aktif madde ise alkali çözelti ile reaksiyona girmez ve süzme yoluyla elde edilebilir. İkinci yöntem, lityum demir fosfat katot malzemesini alüminyum folyodan ayırmak için bağlayıcı PVDF'yi organik bir çözücü ile çözmektir. Alüminyum folyo yeniden kullanılır ve aktif madde daha fazla işlenebilir. Organik solvent, geri dönüşümünü sağlamak için damıtılabilir. İki yönteme kıyasla ikinci yöntem daha çevreci ve güvenlidir. Pozitif elektrottan lityum demir fosfatı geri kazanmanın bir yolu, lityum karbonat üretmektir. Bu geri dönüşüm yönteminin maliyeti daha düşüktür ve çoğu lityum demir fosfat geri dönüşüm işletmesi tarafından benimsenir, ancak lityum demir fosfatın ana bileşeni olan demir fosfat (yüzde 95 içerikle) geri dönüştürülmez ve bu da kaynak israfına neden olur.
İdeal ıslak geri kazanım yöntemi, atık lityum demir fosfat katot malzemelerini lityum tuzlarına ve demir fosfata dönüştürerek Li, Fe ve P'nin tam element geri kazanımını sağlamaktır. Lityum demir fosfatı lityum tuzlarına ve demir fosfata dönüştürmek için, demir oksit gerekir üç değerlikli demire oksitlenir ve lityum asit veya alkali liç ile liç edilir. Bazı bilim adamları, alüminyum levhaları ve lityum demir fosfatı ayırmak için oksidasyon kalsinasyonunu kullanırlar, bunlar daha sonra süzülür ve ham demir fosfat elde etmek için sülfürik asitle ayrılır. Çözelti daha sonra safsızlıkların giderilmesi için sodyum karbonat kullanılarak lityum karbonata çökeltilir; Süzüntü buharlaştırılır ve yan ürün olarak satılan susuz sodyum sülfat ürünü elde etmek için kristalleştirilir; Ham demir fosfat, lityum demir fosfat malzemelerinin hazırlanmasında kullanılabilen pil kalitesinde demir fosfat elde etmek için daha da rafine edilir. Bu süreç yıllardır devam ediyor