江西理工大学用创新技术破解废旧锂电池回收难题
2025年06月10日 11:10 1148次浏览 来源: 中国有色金属报 分类: 稀有稀土 作者: 叶奕凯 陈清 何家俊
负责人陈清带领团队成员于2024年11月在江西天奇金泰阁考察废旧锂电处理情况。
随着新能源汽车产业呈现爆发式增长态势,我国每年退役的锂电池数量已超过100万吨。若这些退役锂电池处置不当,其中所含的重金属和电解液将对环境造成严重污染。当前,传统回收技术普遍存在锂回收率低(不足75%)、回收流程冗长、能耗过高等问题,成为制约行业发展的关键因素。
近日,江西理工大学“锂想绿行”团队成功研发出废旧锂电池短流程绿色回收技术体系,攻克了锂资源高效循环利用的难题。目前,该团队的核心技术已在江西多家企业得到应用,累计处理废旧电池达1.7万吨,新增产值超过1.7亿元。
给回收线装上“智慧大脑”。传统锂电池回收面临着三重困境:湿法工艺试剂消耗量大,火法熔炼过程中锂易挥发损失,联合工艺流程复杂。针对这些难题,“锂想绿行”团队创新性提出“废废协同”理念,并研发出一系列关键技术。
“尾气变宝藏”,首创烟气资源化高效提锂技术。传统湿法工艺存在试剂成本高、锂提取选择性不足的问题。该团队首创的烟气资源化技术巧妙地利用了电池焙烧过程中产生的尾气(主要成分为CO2),将其直接通入正极材料的浸出液中进行碳化水浸。通过这一创新过程,锂的选择性浸出率超过97%,与传统工艺相比,该技术成功将提锂成本降低了约20%,为锂的高效低成本回收开辟了新路径。
“分层焙烧术”:降低后续金属回收难度。传统火法回收钴酸锂电池时,常因结构破坏不彻底导致后续工序复杂。该团队研发的“分层焙烧术”另辟蹊径,通过在焙烧过程中利用黄铁矿(一种常见的硫铁矿石)分层释放硫蒸气,精准且高效地破坏钴酸锂的稳定结构。实验结果表明,此举措可令水浸渣量减少66.71%,渣量的显著降低,意味着后续有价金属(如钴、镍等)的回收难度和成本也随之大幅下降。
“废铅膏固硫”:全球首例协同熔炼新模式。在处理磷酸铁锂电池和含硫废弃物方面,该团队创新性地将废弃铅酸电池回收产生的废铅膏,与废旧磷酸铁锂电池进行协同熔炼。这一策略不仅高效回收了有价金属,实现了锂回收率高达96%、铅回收率达到98%的优异指标,同时还利用废铅膏对熔炼过程中产生的硫进行高效固定,固硫率达到99%。该协同熔炼工艺的整体能耗相较于传统单独处理工艺下降了50%。
技术落地是检验创新的试金石。“锂想绿行”团队与江西天奇金泰阁钴业等企业开展深度合作,取得了显著的经济效益。废铅膏协同熔炼技术应用两年来,新增产值超4000万元;三元电池优先提锂技术在赣州亿海星公司处理电池1.2万吨,创造经济效益1.7亿元。同时,该技术带动合作企业锂回收率从75%跃升至96%,达到国际领先水平。
该团队指导老师严康说:“我们不仅破解了锂回收率低的行业瓶颈,更通过‘以废治废’降低了二次污染。”目前,该团队在电池回收领域已申请国家发明专利7项,其中,已授权2项,并申请国际专利1项。
“让每一块退役电池‘重生’,是我们对绿色中国的承诺。”该团队主要负责人陈清说。在“双碳”目标的驱动下,这项技术有望为江西省锂电回收产业注入新动能,推动资源循环利用从“矿山模式”向“城市矿山”转型。
责任编辑:任飞
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