濕法萃取回收三元鋰電正極材料中的金屬

濕法萃取是一種廣泛應用于回收三元鋰電池正極材料中金屬（如鎳、鈷、錳和鋰）的重要技術(shù)手段。這種工藝利用化學溶劑在液相條件下溶解或絡合目標金屬離子，從而實現(xiàn)與其他組分的有效分離與富集。以下是濕法萃取三元鋰電池正極材料中金屬的基本步驟和關(guān)鍵環(huán)節(jié)：

一、前處理與預處理

物理放電：退役的三元鋰電池可能存在殘余電量，首先需要進行安全的物理放電，以消除潛在的電火花風險，并使電極材料處于穩(wěn)定狀態(tài)。

拆解與破碎：將電池外殼打開，取出內(nèi)部組件，尤其是正極片。正極片通常由鋁箔、活性物質(zhì)（含鎳、鈷、錳、鋰的三元材料）、導電劑、粘結(jié)劑等組成。通過機械破碎、研磨等方式將正極材料與鋁箔分離，得到含有活性物質(zhì)的粉末。

熱處理與酸洗：對破碎后的正極材料進行熱處理（如有必要），以去除有機物（如粘結(jié)劑、電解液殘留物等）。隨后進行酸洗，使用適當?shù)乃崛芤海ㄈ缌蛩?、硝酸等）溶解鋁箔和其他雜質(zhì)金屬，同時使三元材料中的金屬氧化物轉(zhuǎn)化為可溶性鹽。

二、浸出過程

選擇浸出劑：根據(jù)三元材料中各金屬的化學性質(zhì)，選擇合適的浸出劑，如硫酸、氫氧化鈉、氨水、檸檬酸等。浸出劑的選擇既要能有效溶解目標金屬，又要盡可能減少其他雜質(zhì)的浸出。

優(yōu)化浸出條件：調(diào)控浸出溫度、時間和攪拌速度等參數(shù)，以提高目標金屬的浸出效率和選擇性。例如，文獻中提到的浸出率大于99%的Ni、Co、Li，以及97%以上的錳，說明在特定條件下，濕法工藝可以實現(xiàn)極高效率的金屬回收。

三、萃取分離

協(xié)同萃?。翰捎?a href="http://www.xiaoyouok.com/article/yjrjdfl.html">有機溶劑（如P507、D2EHPA等萃取劑）與合適的稀釋劑（如煤油）組成的有機相與浸出液（水相）接觸，通過調(diào)節(jié)pH、萃取劑濃度、相比、級數(shù)等參數(shù)，實現(xiàn)金屬離子在兩相間的分配和分離。例如，針對Ni、Co、Mn的分離，可能需要多級逆流萃取或采用混合萃取劑體系以提高選擇性和凈化度。

反萃與再生：已負載金屬離子的有機相通過反萃段與適當?shù)姆摧蛣ㄈ缌蛩?、草酸、氨水等）接觸，使金屬離子重新轉(zhuǎn)入水相，形成高濃度的金屬鹽溶液。有機相經(jīng)洗滌、再生后循環(huán)使用。

四、金屬回收與產(chǎn)品制備

金屬沉淀與提純：根據(jù)金屬鹽溶液的性質(zhì)，采用化學沉淀、電沉積、溶劑萃取、離子交換等方法進一步分離和提純金屬。例如，通過添加碳酸鈉生成碳酸鹽沉淀，然后煅燒得到高純度的鎳、鈷、錳氧化物；鋰則可以通過添加碳酸鈉或碳酸銨沉淀為碳酸鋰，再經(jīng)過干燥、煅燒得到高純碳酸鋰產(chǎn)品。

資源再利用：回收得到的高純度鎳、鈷、錳和鋰可以重新用于合成新的三元正極材料，實現(xiàn)資源的閉環(huán)利用。

濕法萃取技術(shù)在不斷發(fā)展中，科研人員和產(chǎn)業(yè)界持續(xù)探索更高效、環(huán)保、經(jīng)濟的工藝流程和新型萃取劑，以應對未來大規(guī)模退役三元鋰電池的回收需求，降低對原生礦產(chǎn)資源的依賴，促進可持續(xù)發(fā)展。

注：文章內(nèi)容來自于網(wǎng)絡，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除！