储能电池绿色安全生产 课件 5火法冶金及湿法冶金工艺

火法冶金及湿法冶金工艺1目录01火法冶金工艺02湿法冶金工艺还原熔炼法还原焙烧法熔盐辅助焙烧无机酸浸出有机酸浸出混合酸联合浸出01火法冶金工艺CHAPTERFROMBAIDUWENKU火法冶金回收火法冶金工艺火法冶金工艺包括还原熔炼、还原焙烧、硫化焙烧等方法，具有原料适应性强、化学转化率高、回收流程短等优点。有害气体衔接湿法冶金火法冶金工艺在高温下进行，会产生有害气体，如SOx、NOx、HF等，同时回收流程能耗高，金属元素高温损失严重。火法冶金工艺无法完全回收废旧锂电池中的有价金属资源，因此需要衔接湿法冶金工艺，对回收得来的合金进行再处理。熔炼过程电池内的可燃类物质，例如塑料外壳、有机溶剂、石墨和导电碳等，可为熔炼提供部分热能，废旧锂电池中的有价金属则被还原熔炼。还原熔炼法还原熔炼法是利用焦炭等还原剂，在高温还原性气氛中将废旧锂电池正极材料金属氧化物还原成液态金属合金的方法。造渣剂系统杂质和加入的造渣剂系统形成炉渣，废旧锂电池无需附加预处理环节，可直接投入熔炉内。还原熔炼法还原熔炼法锂的蒸气压和氧亲和力锂元素在处理过程中容易通过废气以氧化形式离开熔炉，如果不加以处理，锂元素的损失会非常严重。高温造成锂回收率低火法冶金工艺在高温下进行，会产生有害气体，同时高温条件下也会造成金属元素的高温损失，如锂等以蒸汽的形式损失。湿法冶金再处理单独使用火法冶金无法将废旧锂电池中有价金属资源完全回收再利用，所以通常会在进行火法处理后衔接湿法冶金的部分流程，对回收得来的合金进行再处理。还原焙烧法是在还原熔炼的基础上发展而来的。首先将预处理过的废旧正极材料与还原剂（如铝和碳等）混合，在高温下进行焙烧，高价金属氧化物会被还原成金属单质或较低价态，从而方便后续的浸出、分离等回收过程。还原焙烧法还原焙烧法核心：利用一些盐具有低熔点的特性。熔盐辅助焙烧在焙烧过程中可以将正极活性材料中不同的金属元素转化为水溶性盐，根据所使用的盐不同，可分为氯化、硫化焙烧。02湿法冶金工艺CHAPTERFROMBAIDUWENKU无机酸浸出常用的无机酸包括盐酸、硫酸、硝酸、磷酸等。盐酸浸出的优点是无需额外添加还原剂，但会产生Cl2。01.无机酸浸出硫酸和硝酸硫酸和硝酸的浸出过程相对温和，因两种酸本身不具有还原性，需要额外加入还原剂。02.H2O2作还原剂利用2MH2SO4，以H2O2作为还原剂，在液固比为30mL/g、浸出温度为70℃、H2O2加入量为10Vol%条件下，对NCM三元正极材料进行浸出，各有价元素浸出率均达到98%以上。03.常用无机酸盐酸浸出的优点就是其本身具有一定的还原剂，无需额外添加还原剂，简化了工艺步骤，缺点就是会产生Cl2。硫酸和硝酸的浸出过程相对盐酸浸出更加温和，因两种酸本身不具有还原性，需要额外加入还原剂。无机酸浸出盐酸硫酸硝酸磷酸有机酸浸出01常用的有机酸包括柠檬酸、苹果酸、甲酸、醋酸、抗坏血酸、草酸、马来酸、酒石酸、乳酸等。有机酸的酸性虽低于无机酸，但可与过渡金属形成螯合物，降低游离态过渡金属离子浓度，有助于浸出反应化学平衡向溶解浸出方向移动。有机酸的浸出的缺点在于浸出速率较慢，又有学者在普通加热提高反应速率的基础上，采取微波辅助、超声辅助等加强浸出手段浸来提高浸出速度。0203有机酸浸出有机酸与过渡金属有机酸的浸出特点无机酸与有机酸的联合使用部分学者将有还原性的有机酸和无机酸联合使用，以实现良好的浸出效率并减少废酸和废气的产生。0.2M磷酸与0.4M柠檬酸的联合使用采用0.2M磷酸和0.4M柠檬酸，固液比为20g/L，在90℃下浸出30min，柠檬酸既作为还原剂也作为浸出剂，浸出效率高。抗坏血酸的还原性与浸出性抗坏血酸具有还原基团，可作为浸出