廢鋰電池循環回收工藝包括火法和濕法兩類,國內的鋰電池再生利用企業大多采用濕法處理流程。廢舊錳酸鋰電池的濕法回收方法一般分為以下幾個步驟:首先,將錳酸鋰電池拆解并洗滌,以獲得正極材料;然后,經過高溫處理,用有機酸浸出其中的有價金屬;最后,將浸出液中的鋰和錳等元素進行分離。
溶液中鋰和錳的分離方法主要有化學沉淀法、電化學沉積法和溶劑萃取法三種。這三種方法各有優劣勢,選擇方法時需要考慮以下因素:

1、化學沉淀法:即中和水解沉淀和硫化沉淀,雖然能夠快速沉積錳,但容易引入新的雜質離子,不利于后續鋰的分離回收和鋰鹽產品的純度,同時還會產生硫酸鈉、硫酸銨、硫酸鈣等廢物。
2、電化學沉積法:該技術可以回收二氧化錳粉末,但存在電流效率低、電能消耗高以及鋰錳分離不徹底的問題。
3、溶劑萃取法:常用有機磷酸萃取劑(如p204、p507)進行萃取,具有分離效率高、易實現自動化和連續化作業的特點,可實現鋰和錳的完全分離。
綜上所述,溶劑萃取法是濕法回收廢鋰電池的更佳選擇。
鄭州天一作為全球知名的液液萃取技術與裝備服務商,在廢舊鋰電池回收和提取高純錳、鋰方面取得了卓越成績。公司推出的CWL-M新型離心萃取工藝系統,采用CWL-M系列離心萃取機作為主機設備,結構緊湊,設備布局靈活,能夠快速建立各工藝物料之間的相平衡,極大地縮短了試驗時間。該離心萃取工藝系統的萃取流程如下:
1、錳萃取:采用有機磷酸萃取劑,通過CWL-M離心萃取機進行8級錳的萃取,得到錳負載的有機相和含鋰的萃余液。經檢測計算,錳的萃取率可達到99.89%,而鋰共萃率僅為2.25%。
2、錳負載有機相洗滌:采用純水作為洗滌劑,通過CWL-M離心萃取機對錳負載的有機相進行3級洗滌,脫除有機相中夾帶的鋰,并將洗滌液多次循環后與含鋰的萃余液合并作為制備鋰鹽的原料液。經檢測計算,鋰的去除率為99.39%,錳的去除率≤1%。
3、錳反萃:采用硫酸溶液,通過CWL-M離心萃取機對洗滌后的錳負載有機相進行4級反萃,得到純凈的硫酸錳溶液。經檢測計算,錳反萃率為99.50%。
該萃取分離方法,可以高效的萃取分離含鋰錳浸出液中的鋰和錳,錳的反萃率高達99.83%,鋰的分離率高達99.62%,實現了高效、綠色、無廢物的萃取分離效果,為鋰錳浸出液的綜合處理提供更經濟可行的方法。
值得注意的是,為了避免萃取劑皂化處理,致使萃余液中na+、nh4+與li+分離困難,且產生大量的硫酸鈉、硫酸銨等工業廢鹽,我們也可以不對萃取劑進行造化處理,而是在有機磷酸萃取劑中加入改質劑和稀釋劑,同樣可以維持萃取過程中料液ph值穩定以獲得較高的萃取率,且不產生工業鹽廢物。
廢鋰離子電池中富含鋰、鎳、鈷、錳、銅、鋁、石墨等有價資源。為緩解關鍵能源金屬資源供應壓力并消除環境潛在風險,廢鋰離子電池中有價金屬的回收利用已成為鋰電池行業關注的熱點。通過天一萃取CWL-M新型離心萃取工藝回收廢鋰離子電池有價金屬,萃取分離方法實現了鋰、錳高效分離,而且機內容積小,減少萃取劑和物料消耗,大大節省了投資費用,同時,還避免工業鹽廢物產生的危害。