王大辉, 张 珂, 陈怀敬, 刘振宁, 胡平平

(1. 兰州理工大学 省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室, 甘肃 兰州 730050; 2. 兰州理工大学材料 科学与工程学院, 甘肃 兰州 730050; 3. 兰州理工大学 理学院, 甘肃 兰州 730050)

车发展迅速,预计到2030年其销量占比将达汽车总销量的40%.而新能源汽车动力电池工作年限约为4～6年,且制造锂离子电池需要消耗大量的资源,如锂、钴、镍、铜、铝、石墨等,锂离子动力电池报废后的资源化循环利用正引起广泛关注[2-3].

锂离子电池中的有色金属分布具有规律性,如锂、镍、钴主要集中在其所使用的正极材料中.报废锂离子电池破碎-拆解后获得的正极材料中，金属的回收方法可分为湿法回收,火法回收和生物回收等[4-5]、原位还原焙烧法[6-7]、氯化焙烧法[8]、硫酸化焙烧法等[9-12].Lin J等[13]通过室温浓硫酸破坏正极材料晶体结构结合高温硫酸化焙烧回收锂的方法和He S等[14]将报废锂离子电池LiMn2O4与(NH4)2SO4低温焙烧回收其中金属元素的方法，分别产生毒害气体SO3与NH3,对环境及人体有害.湿法冶金通过H2SO4[15],HCl[16],H3PO4[17],以及柠檬酸等[18]对报废锂离子电池正极材料浸出回收有价金属元素的过程中存在锂的回收率低,回收成本高.原因在于：在酸浸过程中,锂将以离子形式与镍,钴和锰一起转移到酸浸溶液中,在随后的除杂及依次萃取分离镍、钴、锰的阶段,试剂的大量涌入将导致萃取镍、钴和锰后萃余液的体积扩大.随着酸浸液的进一步稀释,锂的浓度将降低.这种多阶段损失和稀释……