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電池回收處理方法編輯 濕法冶金法 該法基于Zn,MnO2可溶于酸的原理,將電池中的Zn,MnO2與酸作用生成可溶性鹽進(jìn)入溶液,溶液經(jīng)過凈化后電解生產(chǎn)金屬鋅和電解MnO2或生產(chǎn)其它化工產(chǎn)品、化肥等。濕法冶金又分為焙燒-浸出法和直接浸出法。 焙燒-浸出法是將廢電池焙燒,使其中的氯化銨、氯化亞汞等揮發(fā)成氣相并分別在冷凝裝置中回收,高價(jià)金屬氧化物被還原成低價(jià)氧化物,焙燒產(chǎn)物用酸浸出,然后從浸出液中用電解法回收金屬,焙燒過程中發(fā)生的主要反應(yīng)為: MeO+C→Me+CO↑A(s)→A(g)↑ 浸出過程發(fā)生的主要反應(yīng): Me+2H+→Me2++H2↑MeO+2H+→Me2++H2O 電解時(shí),陰極主要反應(yīng): Me2++2e→Me 直接浸出法是將廢干電池破碎、篩分、洗滌后,直接用酸浸出其中的鋅、錳等金屬成分,經(jīng)過濾,濾液凈化后,從中提取金屬并生產(chǎn)化工產(chǎn)品。 反應(yīng)式為: MnO2+4HCl→MnCl2+Cl2↑+2H2OMnO2+2HCl→MnCl2+H2OMn2O3+6HCl→2MnCl2+Cl2↑+3H2OMnCl2+NaOH→Mn(OH)2+2NaClMn(OH)2+氧化劑→MnO2↓+2HCl 電池中的Zn以ZnO的形式回收,反應(yīng)式如下: Zn2++2OH-→ZnO2-→Zn(OH)2(無定型膠體)→ZnO(結(jié)晶體)+H2O 常壓冶金法 該法是在高溫下使廢電池中的金屬及其化合物氧化、還原、分解和揮發(fā)以及冷凝的過程。
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新能車電池回收現(xiàn)金交易
鋰電池介紹: 鋰離子電池(以下簡(jiǎn)稱鋰電池)因具有電壓高、比容量大、壽命長(zhǎng)和無記憶效應(yīng)等顯著優(yōu)點(diǎn),自其商業(yè)化以來便快速占領(lǐng)了便攜式電子電器設(shè)備的動(dòng)力源市場(chǎng),且產(chǎn)量逐年增大。鋰電池是電子消耗品,使用壽命約3a。報(bào)廢后的鋰電池,如處理處置不當(dāng),其所含的六氟磷酸鋰、碳酸酯類有機(jī)物以及鈷、銅等重金屬必然會(huì)對(duì)環(huán)境構(gòu)成潛在的污染威脅。而另一方面,廢鋰電池中的鈷、鋰、銅及塑料等均是寶貴資源,具有較高的回收價(jià)值。因此,對(duì)廢鋰電池進(jìn)行科學(xué)有效的處理處置,不僅具有顯著的環(huán)境效益,而且具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。鋰電池主要由外殼、正、負(fù)、電解液與隔膜組成。正是通過起粘結(jié)作用的PVDF將鈷酸鋰粉末涂布于鋁箔集流體兩側(cè)構(gòu)成;負(fù)結(jié)構(gòu)與正類似,由碳粉粘結(jié)于銅箔集流體兩側(cè)構(gòu)成。目前,廢鋰電池資源化研究主要集中于價(jià)值高的正貴重金屬鈷和鋰的回收,對(duì)負(fù)材料的分離回收鮮見報(bào)道。為緩解經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展而引發(fā)的日趨嚴(yán)重的資源短缺與環(huán)境污染問題,對(duì)廢舊物資實(shí)現(xiàn)全組分回收利用已成為全球共識(shí)。 手機(jī)鋰電池回收設(shè)備負(fù)中的銅(含量達(dá)35%左右)是一種廣泛使用的重要生產(chǎn)原料,粘附于其上的碳粉,可作為塑料、橡膠等添加劑使用。因此,對(duì)廢鋰電池負(fù)組成材料進(jìn)行有效分離,對(duì)于大限度地實(shí)現(xiàn)廢鋰電池資源化,其相應(yīng)的環(huán)境影響具有推動(dòng)作用。常用的廢鋰電池資源化方法包括濕法冶金、火法冶金及機(jī)械物理法。相比于濕法及火法,機(jī)械物理法無需使用化學(xué)試劑,且能耗更低,是一種環(huán)境友好且效率較高的方法。本文作者基于鋰電池負(fù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),采用破碎篩分與氣流分選組合工藝,對(duì)其進(jìn)行分離富集研究,以實(shí)現(xiàn)廢鋰電池負(fù)銅、鋁與碳粉的分離回收。 手機(jī)鋰電池回收設(shè)備工作原理: 基于鋰電池正負(fù)結(jié)構(gòu)及其組成材料銅與碳粉的物料特性,采用撕裂機(jī)、風(fēng)力分離機(jī)、錘振破碎、振動(dòng)篩分與氣流分選組合工藝對(duì)廢鋰電池負(fù)組成材料進(jìn)行分離與回收。 手機(jī)鋰電池回收設(shè)備特點(diǎn): 1、通過錘振破碎、振動(dòng)篩分與氣流分選組合工藝可實(shí)現(xiàn)對(duì)廢鋰電池負(fù)材料中金屬銅與碳粉的資源化利用。 2、正負(fù)材料經(jīng)過錘振破碎可有效實(shí)現(xiàn)碳粉與銅鋁箔間的相互剝離,后經(jīng)基于顆粒間尺寸差和形狀差的振動(dòng)過篩可使銅箔與碳粉得以初步分離。錘振剝離與篩分分離結(jié)果顯示。 3、該設(shè)備主要用于鋰離子電池生產(chǎn)廠家,對(duì)報(bào)廢鋰電池中的正負(fù)材料進(jìn)行分離處理,以便循環(huán)利用之目的。成套設(shè)備在負(fù)壓狀態(tài)中運(yùn)作,無粉塵外瀉,分離效率可達(dá)98%以上。 工作原理:先將整塊鋰電池進(jìn)行機(jī)械拆解、外殼分離、隔膜分離、再將正負(fù)級(jí)原料用粗碎機(jī)破碎至10mm以下,再進(jìn)入微粒粉碎機(jī)進(jìn)行剝離粉碎,后進(jìn)入微粉分級(jí)機(jī)分離處理,尾灰由后道旋風(fēng)分離器及脈沖除塵器收集。 常見鋰電池分類: 鋰電池可分為幾大類(軟包鋰電池、塑料外殼鋰電池、鋁制外殼鋰電池、18650鍍鋅外殼鋰電池)根據(jù)鋰電池材質(zhì)不同,我們根據(jù)其特性做出處理生產(chǎn)流程。 手機(jī)鋰電池回收設(shè)備工藝流程圖: (1)各種鋰電池預(yù)處理環(huán)節(jié) (此工藝根據(jù)原料進(jìn)行調(diào)整) (2)鋰電池正負(fù)級(jí)分選環(huán)節(jié)
本發(fā)明涉及新能源材料鋰電池資源化回收處理領(lǐng)域,尤其是一種鋰電池回收處理的方法。背景技術(shù):鋰離子電池由于工作電壓高、體積小、無記憶效應(yīng)、自放電小、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),得到廣泛的認(rèn)可。隨著2014年我國(guó)逐漸普及新能源車,其銷量預(yù)計(jì)在2020年將達(dá)到200萬輛。一般而言,當(dāng)電池容量衰減到60~80%左右,便達(dá)到設(shè)計(jì)的使用壽命,急需進(jìn)行替換,新能源車電池的有效壽命在4~6年左右,也就是說,在未來2年內(nèi)必將迎來大規(guī)模的動(dòng)力電池報(bào)廢階段。廢棄鋰離子電池中通常含鈷5~15%、鋰2~7%、鎳0.5~2%,其回收再利用價(jià)值相對(duì)較高。另外,廢棄鋰離子電池中還含有六氟磷酸鋰等有毒物質(zhì),會(huì)對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重污染,鈷、錳、銅等重金屬通過積累作用也會(huì)由生物鏈危害人類自身,極具危害性。因此隨著鋰離子電池應(yīng)用廣泛性,對(duì)鋰離子電池進(jìn)行回收處理以減少對(duì)環(huán)境造成的污染、緩解資源匱乏等問題,具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。而如何回收率是值得研究的方向。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:為了解決上述問題,本發(fā)明提出了一種鋰電池回收處理的方法,以改善上述問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:鋰電池回收處理的方法,包括以下步驟:1)將廢舊鋰電池放電后剪切破碎并進(jìn)行分離,得到懸浮液;2)將步驟1)得到的懸浮液與無機(jī)酸、過氧化氫混合進(jìn)行浸取,得酸化浸出液;3)將步驟2)得到的酸化浸出液進(jìn)行沉積后,對(duì)其進(jìn)行過來膜處理,后得到包含li+的溶液;步驟3)中的過濾膜處理的步驟具包括:過濾預(yù)處理、超濾處理、陶瓷納濾、耐酸過濾處理;耐酸堿過濾處理的膜材料為陶瓷和/或高分子聚合物。經(jīng)超濾處理分離顆粒的分子量大于500,粒徑大于10nm;陶瓷納濾以及酸堿過濾處理對(duì)沉積后的酸化浸出液進(jìn)行分離、濃縮,旨在使所產(chǎn)水達(dá)到回收標(biāo)準(zhǔn)。步驟3)中過濾預(yù)處理包括除濁度、除懸浮物、降溫和調(diào)ph。步驟3)中沉積為草酸法化學(xué)沉積和/或電沉積。步驟2)中無機(jī)酸為鹽酸或或硝酸,不選用硫酸、磷酸是因?yàn)槎嘣嵩诤竺娌捎眉{濾處理時(shí)無法將鋰和鎳鈷錳分開。無機(jī)酸的濃度為1~8mol/l。步驟2)中過氧化氫的濃度為1~10%。優(yōu)選地,過氧化氫的濃度為2~4%。無機(jī)酸與過氧化氫的摩爾比為2.5~20:1。電沉積時(shí),沉積條件為電流密度20~55ma/cm2,ph=1.5~5.5,溫度35~60℃。步驟2)中在浸取的攪拌時(shí)間為0.5~12h,轉(zhuǎn)速為50~400r/min。本發(fā)明提供的上述回收處理方法可用于正極材料為li(ni、co、mn)o2、li2mno3、limn2o4、lifepo4等的鋰電池回收,因此懸浮物溶液的正極材料成分為li(ni、co、mn)o2、li2mno3、limn2o4、lifepo4等。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明回收處理系統(tǒng)采用先進(jìn)的綜合回收工藝將廢舊鋰電池材料從分離、濃縮、到提純,并利用化學(xué)沉淀/電沉積和耐酸堿的納濾/反滲透膜處理,將廢舊鋰電池進(jìn)行了充分的資源化回收處理。本發(fā)明的陶瓷納濾具有高抗污、高耐壓、耐油、耐酸堿、耐有機(jī)溶劑等優(yōu)勢(shì),同時(shí)結(jié)合耐酸堿過濾的高耐酸/堿特種膜,具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),可避免重復(fù)調(diào)ph值。本發(fā)明的鋰電池回收處理方法的資源回收率可達(dá)99%,產(chǎn)物成分純凈;同時(shí)很大程度上降低了能耗,環(huán)保效益明顯;本發(fā)明的鋰電池回收處理方法易于控制、操作簡(jiǎn)單;經(jīng)本發(fā)明的方法所產(chǎn)的水質(zhì)可達(dá)到純水的標(biāo)準(zhǔn),有效地避免了大量水資源的浪費(fèi)。附圖說明圖1為本發(fā)明鋰電池回收處理方法的流程示意圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。因此,以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍,而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例1鋰電池回收處理的方法,包括以下步驟:1)將廢舊鋰電池放電后剪切破碎并進(jìn)行分離,得到懸浮液。2)將步驟1)得到的懸浮液與1mol/l的hf、4%的h2o2混合并攪拌以進(jìn)行浸取,攪拌時(shí)間為0.5h,轉(zhuǎn)速為400r/min,得酸化浸出液;需要說明的是,實(shí)施例1-4中的加酸比例根據(jù)懸浮液中的陽離子量來確定,分子量計(jì)算確保將鎳鈷錳鋰等全部浸出,并保證有3~10%的富裕量;另外,無機(jī)酸與雙氧水的加入摩爾比為2.5:1。3)對(duì)酸化浸出液進(jìn)行依次進(jìn)行除濁度、除懸浮物、降溫和調(diào)節(jié)ph值、超濾處理、陶瓷納濾處理、耐酸堿過濾處理,得到包含li+的溶液,本實(shí)施例的回收率為92%。實(shí)施例2鋰電池回收處理的方法,包括以下步驟:1)將廢舊鋰電池放電后剪切破碎并進(jìn)行分離,得到懸浮液。2)將懸浮液與8mol/l的、2%的h2o2混合并攪拌以進(jìn)行浸取,攪拌時(shí)間為12h,轉(zhuǎn)速為50r/min,得酸化浸出液,無機(jī)酸與雙氧水的加入摩爾比為20:1。3)再對(duì)其進(jìn)行依次進(jìn)行除濁度、除懸浮物、降溫和調(diào)節(jié)ph值、超濾處理、陶瓷納濾處理、耐酸堿過濾處理,得到li+溶液,本實(shí)施例的回收率為91%。實(shí)施例3鋰電池回收處理的方法,包括以下步驟:1)將廢舊鋰電池放電后剪切破碎并進(jìn)行分離,得到懸浮液;2)將懸浮液5mol/l的鹽酸、3%的h2o2混合并攪拌以進(jìn)行浸取,攪拌時(shí)間為6h,轉(zhuǎn)速為250r/min,得酸化浸出液,無機(jī)酸與雙氧水的加入摩爾比為10:1;3)將酸化浸出液進(jìn)行電沉積,沉積條件為電流密度20ma/cm2,ph=5.5,溫度35℃;再對(duì)其進(jìn)行依次進(jìn)行除濁度、除懸浮物、降溫和調(diào)節(jié)ph值、超濾處理、陶瓷納濾處理、耐酸堿過濾處理,得到li+溶液,本實(shí)施例的回收率為99%。實(shí)施例4鋰電池回收處理的方法,包括以下步驟:1)將廢舊鋰電池放電后剪切破碎并進(jìn)行分離,得到懸浮液;2)將懸浮液與3mol/l的硝酸、2.2%的h2o2混合并攪拌以進(jìn)行浸取,攪拌時(shí)間為8h,轉(zhuǎn)速為320r/min,得酸化浸出液,酸與雙氧水的加入摩爾比為7:1;3)將酸化浸出液進(jìn)行電沉積,沉積條件為電流密度55ma/cm2,ph=1.5,溫度60℃;再對(duì)其進(jìn)行依次進(jìn)行除濁度、除懸浮物、降溫和調(diào)節(jié)ph值、超濾處理、陶瓷納濾處理、耐酸堿過濾處理,得到li+溶液,本實(shí)施例的回收率為95%。實(shí)施例1-4步驟3)中除濁度、除懸浮物、降溫和調(diào)節(jié)ph值的指標(biāo)值詳見表1:表1:本發(fā)明在預(yù)處理壓濾、陶瓷納濾處理后不需再一次進(jìn)行浸取,浸出的目的是將金屬氧化物轉(zhuǎn)化成離子,成為離子狀態(tài)后都不需要再浸取。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
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