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任务书班级姓名学号指导教师题目汽车新能源蓄电池的回收再利用及处理技术分析1.毕业设计(论文)主要任务及目标随着动力电池报废大潮的即将到来,动力电池回收管理体系和回收产业亟需建立。本文通过对新能源汽车蓄电池回收技术进行分析,通过明晰新能源汽车蓄电池类型及使用寿命与性能,并阐述了废旧动力电池对环境及人体带来的危害,表明了新能源汽车蓄电池会后的必要性,并就新能源汽车蓄电池回收与利用展开套路,分析了主要回收方法及回收关键技术分析,并列举了常见动力蓄电池稀有金属的提炼方法,最后提出了动力电池回收相关的安全保护措施,为废旧新能源动力电池回收提供一定的参考与借鉴。2.毕业设计(论文)的基本要求查阅国内外相关文献完成新能源汽车蓄电池的分类及使用寿命与性能分析,本文以常见的铅酸电池、镍氢电池、锂电池为例进行性能分析,并给出了响应性能参数进行对比,发现锂电池在新能源汽车应用比较广泛,理清新能源汽车动力蓄电池的回收利用和流通管理,怎样做好新能源汽车动力废旧电池的回收利用,并对动力蓄电池回收处理的关键技术分析,以及新能源汽车动力蓄电池稀有金属的提炼,最后根据新能源汽车废旧蓄电池的结构性能特点,提出回收提炼动力蓄电池的安全管理措施。
3.毕业设计(论文)课题工作进度计划:(以下仅供参考)序号设计(论文)各阶段名称起止日期1确定具体选题2021年12月10日2撰写、提交开题报告2022年1月30日3准备资料、撰写修改论文2022年3月12日4论文定搞、打印装订及答辩准备2022年3月28日5论文答辩指导教师(签名):年月日开题报告班级姓名学号指导教师王卫勇题目汽车新能源蓄电池的回收再利用及处理技术分析一、选题的依据及意义(充分阐明课题的重要性,不少于200字)随着国家政策大力扶持和新能源汽车技术不断更新发展,我国新能源汽车产销量占比越来越高。有数据显示,2020年我国新能源汽车销量达到136.7万辆,占全球新能源车销量的41%,同比增长了8%,创历史新高。《新能源汽车产业发展规划(2021—2035)》提出:到2025年,我国新能源汽车新车销售量占总销量的20%左右;到2035年,纯电动汽车成为新车销售主流。新能源汽车的逐步推广,使得汽车动力电池的报废量逐步达到新高,为优化配套环境建设,国家层面的政策和标准相继出台。报废动力电池的危险性极高,在拆卸、存储、运输、放电、拆解、热解和破碎分选等过程中,都涉及到安全问题,如果处理不当,电池内外部短路、起火、爆炸、材料自燃和人员触电等安全事故,随时都可能发生。动力电池回收再利用过程中的安全性问题不容忽视,预先认识到这些问题,并在技术层面提前做好预防,在实施过程中做好监督,才能做到资源有效利用和环境友好保护。二、国内外研究现状及发展趋势(含文献综述,不少于1000字)国内外关于电动汽车动力电池回收利用的研究不是很多,但在电池回收利用方面的经验值得借鉴学习。对报废电池的回收研究按提取方法主要分为三大类:湿法回收技术、干法回收技术和生物回收技术。目前这些回收方法主要是用于回收镍镉电池及含钴电池等。湿法回收主要是利用离子交换、沉淀、吸附等方法提取回收金属离子。目前主要是提取锂和钴资源。KangJ等通过对报废电池破碎筛分后的产物还原浸出、硫酸铜沉淀、草酸钴沉淀和热分解回收钴的氧化物。PranoloY等采用Ionquest801和AcorgaM5640混合萃取体系从报废锂电池分离提取钴和锂。SunL等将真空热解法与湿法冶金相结合,对报废电池中的有价金属进行回收。TedjarF等将破碎处理后的报废电池破碎产物经磁选分离后,然后水解最后采用沉淀法回收锂资源。赵存良等采用火法结合湿法的联合工艺回收报废锂电池中的锂,主要步骤为放电、预处理、碱浸、焙烧、水洗、回收。还有一些学者利用吸附法、沉浮法和灼烧法达到回收分离的目的。这些研究虽可以极大改善报废电池的回收现状,但湿法回收技术工艺较复杂,回收效率较低,且化学方法易掺入其他物质。干法回收技术是指不通过溶液等媒介,直接实现材料或有价金属的回收方法。主要包括机械分选和高温热解法。OmuraY等通过将报废电池在真空下燃烧,然后破碎筛选可以实现燃烧后大粒径的铝、铜与电池电极材料的分离。BrousselyM等将破碎处理后的报废电池置入高温炉中处理回收,其中包装塑料、有机溶剂和石墨可以作为燃料,其燃烧产物又可提供还原气体,但燃烧后会产生有毒废气,需要对其净化处理才能排放。李金辉等提出了一种结合破碎,超声波洗涤,酸浸,沉淀等方法从报废锂电池中回收钴的工艺,超声波清洗可以提高钴的回收效率,同时还能减少能源消耗和污染。周旭等对报废锂电池中负极材料的分离与回收进行了研究,回收工艺为锤振破碎、振动筛分、气流分选,研究发现,铜的粒度越小纯度越高,最终铜的回收率可达95.2%。张涛等分别对报废锂电池进行湿法破碎和干法破碎,通过比较发现干法破碎能实现报废电池的选择性破碎,钴氧化物和石墨电极材料不需过分粉碎能从铜箔铝箔基材上分离出来。王泽峰采用粗碎结合超声波搅拌清洗分离报废电池中的电极材料,研究了温度和时间对超声波清洗效果的影响。裴锋等将报废电池正负极极片均裁剪成11cm的方片。将裁剪成方片后的负极极片置于60℃的热水中,持续搅拌并间歇性的施以超声波振荡,处理2-5h后经筛分可得到铜片和负极活性材料。将裁剪后的正极极片经300℃高温处理2-5h后然后通过筛分便可得到铝箔。干法回收技术不经过复杂的化学反应,而且易实现批量化处理,是实现报废电池金属分离的初始阶段,也是实现报废动力电池回收产业化的关键步骤。目前对于报废电池中有价金属的提取以及化学深度处理部分的研究过程已相当成熟,对于这部分的内容完全可以借鉴,但对报废电池的物理预处理部分却研究不多,虽然也有些学者作了部分研究,但基本都是为了后续化学处理的需要做了简单的一些研究,尤其对电池的回收预处理方案没有作详细的研究。而物理预处理过程易于实现大批量工业化处理,是实现对报废动力电池全面综合回收的前提,而且对提高回收材料的附加值十分关键。因此,对报废动力电池回收预处理过程进行研究,是其资源化回收过程中最为关键的部分,对实现报废动力电池产业化回收再利用,具有重大的社会意义和经济意义。三、本课题研究内容及目标(结合所要研究的内容,有针对性,不少于500字)随着动力电池报废大潮的即将到来,动力电池回收管理体系和回收产业亟需建立。本文通过对新能源汽车蓄电池回收技术进行分析,通过明晰新能源汽车蓄电池类型及使用寿命与性能,并阐述了废旧动力电池对环境及人体带来的危害,表明了新能源汽车蓄电池会后的必要性,并就新能源汽车蓄电池回收与利用展开套路,分析了主要回收方法及回收关键技术分析,并列举了常见动力蓄电池稀有金属的提炼方法,最后提出了动力电池回收相关的安全保护措施,报废动力电池拆卸的关键是安全防护和环境保护,运输和存储主要是避免挤压、碰撞,防止泄漏,做好绝缘防护并控制好环境温度和湿度。动力电池的物理分离通常包括放电预处理、解体、破碎等过程,动力电池包和模块的拆解已有相应的规范要求,单体电池的解体有一定的安全隐患,可通过放电预处理、液氮降温保护、采用自动拆解设备等方式来解决。为废旧新能源动力电池回收提供一定的参考与借鉴。四、本课题研究方法(思路明确、清晰,方法正确,不少于200字)1.文献分析法查阅国内外新能源汽车动力蓄电池回收处理技术研究现状,总结归纳新能源汽车动力蓄电池回收处理技术应用现状,为后文分析阐述提供一定的理论支撑。2.对比分析法通过对比新能源汽车动力铅酸电池、镍氢电池、锂电池进行分析,得出当下新能源汽车的发展趋势,然后针对新能源汽车电池回收处理技术展开具体讨论,并给出了相应的回收处理措施。五、毕业设计(论文)工作进度安排2022.1.05——2022.1.15:查阅文献资料,选择研究方向,确定论文题目2022.1.16——2022.1.30:完成选题表、任务书和开题报告;2022.2.1——2022.3.18:检索回顾相关文献资料,收集相关数据和案例,完成论文初稿;2022.3.19——2022.4.15:在导师的指导下完成论文的修改,并最终定稿。六、参考文献(列出不少于10篇)[1]郭天禄,程怡,高强.基于对新能源汽车锂电池回收处理的研究[J].内燃机与配件,2022(06):155-157.DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2022.06.049.[2]王薛淄.动力蓄电池回收以新能源汽车退役电池为主[N].消费日报,2022-02-25(A01).DOI:10.28866/ki.nxfrb.2022.000239.[3]高松.新能源汽车电池的回收与利用[J].环境技术,2021(S1):127-129.[4]张文英.新能源汽车动力电池的回收处理研究[J].化工管理,2021(27):73-74.DOI:10.19900/ki.ISSN1008-4800.2021.27.035.[5]郭苑,祁春玉.车用动力电池回收利用政策及标准分析[J].汽车实用技术,2021,46(15):177-180+194.DOI:10.16638/ki.1671-7988.2021.015.049.[6]闫海,李洪锐.新能源汽车动力蓄电池回收机制的问题及建议[J].交通运输部管理干部学院学报,2021,31(02):9-13.[7]赵光金.锂离子电池电解液回收处理技术进展及展望[J].电源技术,2020,44(01):139-141.[8]路小彬,张杰,赵增懿.新能源车旧电池再生利用技术分析[J].化工管理,2019(25):42-43.[9].新能源汽车动力蓄电池回收利用调研报告[J].广西节能,2019(01):22-23.[10]杨宇,梁精龙,李慧,郑天新,王斌.废旧锂离子电池回收处理技术研究进展[J].矿产综合利用,2018(06):7-12.[11]晏婷婷,郭小明.废旧锂离子电池回收处理技术的研究进展[J].江西化工,2018(06):38-40.DOI:10.14127/ki.jiangxihuagong.2018.06.013.[12]佟玲.新能源汽车废弃锂电池环境危害及处理方法[J].资源节约与环保,2016(08):67+71.DOI:10.16317/ki.12-1377/x.2016.08.054.[13]蒲毅,徐树杰,吴蒙.车用动力电池回收利用的现状与对策[J].汽车与配件,2015(32):36-39.[14]杨城南.废旧电池回收处理技术研究进展[J].广东化工,2015,42(11):171-172+159.[15]贾蕗路,裴峰,伍发元,刘建文.废旧电池回收处理处置技术研究进展[J].电源技术,2013,37(11):2067-2069.指导教师意见指导教师签字:____________年月日毕业设计(论文)领导小组审核意见组长签字:____________年月日摘要随着动力电池报废的临近,迫切需要建立电池回收体系和回收产业。本文分析了新能源汽车电池回收新技术,通过明晰新能源汽车蓄电池类型及使用寿命与性能,并阐述了废旧动力电池对环境及人体带来的危害,表明了新能源汽车蓄电池会后的必要性,并就新能源汽车蓄电池回收与利用展开套路,分析了主要回收方法及回收关键技术分析,并列举了常见动力蓄电池稀有金属的提炼方法,最后提出了动力电池回收相关的安全保护措施,为废旧新能源动力电池回收提供一定的参考与借鉴。关键词:新能源汽车蓄电池;回收技术;稀有金属目录TOC\o"1-3"\h\u3119摘要 1276761汽车蓄电池的分类及使用寿命与性能 371901.1动力蓄电池的类型 3147441.2汽车动力蓄电池类型的使用寿命和性能 3170711.2.1动力蓄电池的性能 312251.2.2动力蓄电池的使用寿命影响因素分析 5245241.3废旧动力蓄电池对环境和人体的污染和危害 6323821.3.1废旧动力蓄电池对环境的污染和危害 661781.3.2废旧动力蓄电池对人体的危害 669672汽车动力蓄电池的回收利用和流通管理 7200722.1怎样做好汽车动力废旧电池的回收利用 7149042.1.1湿法回收 7303512.1.2干法回收 7210952.1.3其它方法 770952.2汽车动力蓄电池稀有金属的提炼 8150852.2.1化学浸出法 8304112.2.2溶剂萃取法 856062.2.3化学沉淀法 889302.2.4生物浸出法 9219393回收提炼动力蓄电池的安全措施 996973.1报废动力电池的拆卸 9229463.2报废动力电池的运输 10304483.3报废动力电池的存储 10176694.总结 1014775参考文献 111汽车蓄电池的分类及使用寿命与性能1.1动力蓄电池的类型在新能源汽车的研发过程中,动力电池是一个非常重要的部件,如果不能给动力电池足够的帮助,就会给新能源汽车带来严重的困难。电池是动力电池的重要组成部分。一般来说,电池是清洁电动汽车操作系统的唯一动力来源。磷的产生有很多种类,包括铅蓄电池、镍氢电池、锂电池等等。在应用过程中,电池本身可以储存更多的电力,并促进新能源汽车的搜索过程,以实现更顺畅的启动和驾驶效果。1.2汽车动力蓄电池类型的使用寿命和性能1.2.1动力蓄电池的性能目前常用的或正处在开发阶段的储能蓄电池包括铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂电池。本文以常见的铅酸电池、镍氢电池、锂电池为例进行性能分析,并给出了响应性能参数进行对比。(1)铅酸电池性能在众多电池中,以铅酸电池历史最为长远,从人类对蓄电池研究之初至现在,铅酸蓄电池已经历了150年的历史,人类在铅酸蓄电池研究领域的技术发展现已相当成熟。先铅酸电池具有价格低廉、材料易获取、性能稳定、技术成熟度高、能够承受大电流放电功能、适合于各种气候环境等多种优点,它被广泛应用于交通、通信和军事部门,为经济的各个部门做出了重大贡献,其重要性不言而喻。铅蓄电池通过与正极和负极发生化学反应(反应是可逆的)来完成电池的充电和放电过程。铅酸蓄电池的电极编码主要是铅粉和2PbSO2,硫酸水溶液用作电解液。反应方程式如下:负极反应:PbSO2+3H++HSO4-→PbSO4+2H2O正极反应:Pb+HSO4-→PbSO4+H++2e-电池反应:Pb+PbSO2+2H-+2HSO4-→2PbSO4+2H2O现阶段,制约我国铅酸蓄电池产业发展的因素主要集中在三个方面,首先,某些不良企业违反国家相应法律规定,私自违法从事报废铅酸蓄电池回收管理工作,大量的废旧铅酸蓄电池通过非法途径,进入回收渠道,导致正规的铅酸蓄电池回收企业在竞争过程中明显处于劣势。其次,一些不良商家私自生产非法铅酸蓄电池和再生铅酸蓄电池,由于技术水平落后,使一些技术水平较差的劣质电池流入市场,导致正规企业的市场空间遭到挤压,损害了我国铅酸蓄电池市场的健康发展。第三,一些规模较小的铅酸蓄电池生产企业,由于技术技术和资金力量不足,无法加电池,生产过程当中的污染降到最低,并且由于企业规模较小使先进的电池生产技术得不到推广,限制了该行业的发展。(2)镍氢电池(Ni/H)性能实际上,镍氢电池大约从1988年开始使用,1990年开始在全国范围内生产。这种电池比具有不同特性的铅酸电池要好,但其成本也较高。某些类型的镍氢电池具有高回收率,快速充电,高容量和大功率,范围更广的温度可以满足混合动力汽车的工作条件,目前在市场上广泛用于各种混合动力电动汽车。同时,这种电池广泛用于家用产品,例如电子产品、电动工具、电动自行车等。电极极片中采用烧结式、拉浆式、泡沫镍式、纤维镍式及嵌渗式等工艺手段将活性物质进行添加,采用的工艺不同,电极的含量和电流放电能力都有很大不同,依据使用的行业不同,为一般公众使用的电池多数使用拉浆式负极、泡沫镍式正极组成的电池。反应方程式如下:负极反应:N(OH)2+OH-→NOOH+H2O+e-正极反应:M+H2O+e-→MHx+OH-电池反应:M+Ni(OH)2→MHx+NiOOH时至今日,镍氢电池的生产技术已日趋完善,在国际市场上流通的镍氢电池数量大概有七亿只左右,其中日本相关产品一直占据镍氢电池制造产业的龙头地位,美、德也紧随其后,多年来在镍氢电池的生产技术上取得了长足的进步。而我国在生产镍氢电池方面具有巨大的潜力,这是由于我国境内该电池的主要原材-稀土金属资源储量巨大,约占全世界总量的八成以上。在多年的科学研究下,我国镍氢电池生产技术也日趋完善。由于,镍氢电池与锌锰电池级、镍电池之间能够交叉式利用,因此,未来圆形电池的主要发展方向是具有一定规格的产业化发展,方形电池的发展方向则适用于给电动汽车提供能源供应。(3)锂离子电池性能由于锂电池自带的保护板可以对每一个电池单体进行精确的监测,因而锂电池具有低能耗、智能管理、充放电保护、温度控制、过电流及短路保护、锁定自动恢复以及均衡充电等诸多优点,这样可以保证电池寿命尽可能的延长。这与其他类型的电池有关,如铅酸电池存在的使用过程当中,电池一致性和充电器等原因造成的过充或过放问题。但是它的缺点也很明显其一是价格比普通电池更昂贵其二是具有一定的安全隐患。首先,具有相同电压和电容的首个电刷电池的价格仅为锂离子动力电池价格的四分之一。但是,相信在不久的将来,随着锂电池技术的不断成熟,相应的价格将会降低,并且传统的铅酸电池由于制造工艺相对落后而将随着人工成本的增加而得到改善,最终将导致锂电池的性能价格比高于铅酸电池。另外,在安全性方面:锂电池使用劣质材料时具有较高的储能和稳定性,这引起人们对其安全性的广泛关注。日本著名的电子公司三洋和索尼将锂电池的爆炸概率控制在40ppb之内,大约是十亿分之一。由于锂电动汽车的存储容量远远超过手机和笔记本电脑,因此锂动力电池的安全控制更加严格。目前,钴酸锂电池和三元材料电池具有重量轻,体积小的优点,但是用在电动汽车的能源供给上,并不容易。未来,锂离子电池的主要发展将集中在锰酸锂混合稳定和磷酸铁锂锂离子电池。表1.1几种常用动力蓄电池性能对比蓄电池类型电压/V比能量/(Wh/kg)比功率/(w/kg)体积比能量(wh/L)循环次数/次每月自放电率/20℃价格/(元/kWh)铅酸电池2.030-45150-40060-80300-5004%-5%540镍氢电池1.260-80160-230150-200500-100030%-50%2030-2700锂电池3.2-3.9100-150200-400200-300500-2000<5%3380-40601.2.2动力蓄电池的使用寿命影响因素分析电池本身设计所造成的影响。续航时间的长短,电池本身的设计是内因,用户的使用方式是外因。电池的寿命因设计而异。电池开发商的电池投资成本很大程度上决定了电池质量。在为新能源汽车设计电池的过程中,电池正负极头材料的配比和选择是主要环节,电池正负极材料的不同使得电池性能不同。例如,如果正负电极材料含有额外的磁性材料,这些磁性物质在使用电池之前会留下安全风险。这些磁性试剂会显著降低电池容量密度并显著影响电池寿命。电池制造工艺的影响。除了电池的设计,电池制造过程中的工艺质量也是影响电池寿命的重要因素。电池制造商在电池制造过程中没有详细讨论过电池,导致电池可能出现各种问题。比如电池污泥分布不均匀,导电物质和粘合剂的嵌入聚合分散不充分,影响电子的流动。此外,电池极柱的卷制还要考虑到电池制造工艺水平,封口密度过高或过低,都严重损害电池性能和使用寿命。电池通风口的设计也必须科学合理地分布,一些新能源汽车在安装电池时由于装配方法不当,导致其他设备堵塞了电池的通风口,在电池运行过程中,热量无法排出,久而久之电池看起来就像是鼓包、褶皱等一系列缺陷,严重降低电池寿命。(3)电池使用和环境影响。当操作方法及其所处的环境是构成电池寿命的重要外部因素时。用户的电池使用情况直接决定了电池使用周期的长短,电池所处的环境也直接影响电池的寿命。研究认为,我国新能源汽车故障的主要原因是电池问题,导致电池故障的主要因素是不正确使用和缺乏电池的维护和保养。1.3废旧动力蓄电池对环境和人体的污染和危害1.3.1废旧动力蓄电池对环境的污染和危害动力蓄电池处理不当,危害也很大。它不仅破坏环境,还会引起人体中毒,对人体健康造成严重影响。随心所欲地将电池丢弃在土壤中,电池随着时间的推移而腐烂,污染了与一个人一生用水量相对应的水体,它可以使一平方米被污染且难以清洁的土壤恢复原状。中国的电池产量和消费量都很高。如果中国每个人一年扔2块电池,这些电池可以污染超过1.5亿杯水,相当于中国西湖水总体积的10倍,还可以导致2600(k)的国家失去使用价值。电池和普通碎片一起埋在地下一段时间,电池内部的物质,如重金属元素、化合物、盐类等有害物质,消失在土壤中,先污染地下水,再污染植物、牲畜、鱼虾,破坏地球生物的栖息地,对人体健康造成永久性伤害。1.3.2废旧动力蓄电池对人体的危害电池中含有的对人体危害最大的元素有:汞、锉、铅、伐木、镍。本质上是水银,我们通常称之为‘水银’。汞中毒大多是慢性的,汞蒸气和汞化合物被吸入人体,长期量大的情况下,会引发神经异常,牙齿牙眼发炎,头痛颤抖等症状。急性汞中毒会引发发烧、头痛、恶心、呕吐、精神失常。更严重的是肾衰竭这种危及生命的原因。鹤嘴锄通过饮用水或吸入煤烟这种伐木元素进入人体,很快出现中毒症状,类似于急性肠胃炎,恶心、呕吐、腹痛腹泻、全身无力甚至引起肾脏疾病,引起骨质疏松和骨折。铅进入人体后,越积越多,难以代谢和分泌,可导致贫血,使神经紊乱,干扰肾功能和生殖功能。镍是致癌的,对水生生物有明显的危害,镍盐会引起过敏性皮疹。锂中毒危及心脏,通常会导致心律不齐、循环系统问题和肾脏疾病,如肾衰竭。2汽车动力蓄电池的回收利用和流通管理2.1怎样做好汽车动力废旧电池的回收利用2.1.1湿法回收电池中的部分金属、金属化合物能够溶于酸,根据这个原理,便有了湿法冶金回。在化工产品的生产之中,这种方法应用得十分广泛。湿法回收是通过硫酸浸泡电池,让其中可溶性金属溶解于硫酸溶液中,然后再从硫酸盐溶液中电解出重金属。巴西的科学家建议,锌锰电池应该被分解、压碎和溶解,方法是用水清洗电池内部的氢氧化钾,然后进行浸出,将锌和锰冲洗出来。中国有关科学家也开发了一种用氨浸出去除重金属的锌锰电池,但这种小规模处理方式更好,对于大规模和工业化处理还有许多问题需要解决。2.1.2干法回收干法回收技术,俗称火法或烟法,先将电池过筛,然后在600~800℃的高温下烘烤,使电池中的金属经过一系列化学反应,最终蒸发,然后冷凝。采用这种方法,成本通常高于湿法。需要先打磨粉碎废旧电池,然后放入到炉中进行加热,先让金属汞挥发出来,然后继续升高温度,让金属锌也挥发出来,并进行回收。铁和锰融进行合成合而成为锰钢合金,这是炼钢所需的材料。这种方法发生在大气中,空气参与了行动,所以过程长,污染大,需要改进。干法回收是利用不同金属氧化物熔沸点不同的原理,通过不同的温度进行高温加热,依次逐渐分离出来,从而实现分离回收的目的。根据我国科学家的研究发现,150mmHg真空度下,通过控制不同温度可以对汞和锌进行冷凝蒸出,以此来实现分离回收。但是其中缺陷是无法大批量地处理回收,因为采用这种办法分离回收锌锰电池时,电池中的碳棒及有机杂质会受到影响,从而让回收工作变得相当困难。2.1.3其它方法首先,废旧电池被用于建筑材料。这种方法的优点是可以在短时间内处理大量的废旧电池,并且通过废旧电池与混凝土混合处理不仅可以处理大量的废旧电池,还可以节省一些砂石材料,但是这种处理方法并不合理,废旧电池的资源没有得到充分利用。锌锰电池也可以用氧化锰细菌处理。将废电池的碳芯与还原剂一起放入酸性水中,加入藻带微生物溶液和锰的氧化菌。在1-3天的浸出后,二氧化锰的黑色沉淀被除去,并可用于电池的生产。这种处理方法可以更好的还原二氧化锰。但这种方法的缺点是回收处理时间长,只能回收二氧化锰,其他元素无法回收,有一定的局限性。2.2汽车动力蓄电池稀有金属的提炼2.2.1化学浸出法化学浸出法是目前前景较好的一类回收方法,化学浸出原理即选择性浸出,利用某种溶剂将电池的正负极材料中的一种或几种浸出,以获得含有有价值金属离子的浸提液,然后处理浸提液,从而回收有价贵金属。在第一步浸出有两种方法,直接酸浸和碱浸-酸浸,在直接酸浸中,一般会加入过氧化氢加速溶解,在该方法中铝箔会与正极材料一同溶解进入溶液中,此时溶液中会含有三价铝离子,而一般在回收过程中是不会特别对铝进行回收的会造成一定的浪费和污染,而在碱浸-酸浸法中会使用氢氧化钠等强碱将铝溶出,再通过调节pH等方法将铝以氢氧化铝的形式进行回收,随后的酸浸与直接酸浸的条件一样,在这种方法中,即回收了铝又避免了铝离子对后续流程可能的一些干扰,但该方法成本较直接酸浸法略高。对于浸出液,处理方法有很多,有离子交换法、溶剂萃取法、电化学法、化学沉淀法、盐析法等。这几种方法各有利弊,下面将对这些方法进行详细介绍。一般化学浸出法工艺简单,成本较,效率高,污染小,但对过程控制较为严格,同时处理能力也较弱。2.2.2溶剂萃取法溶剂萃取法目前是一种广泛应用的分离和回收多股电池金属元素的方法,其原理是使用有机溶剂和沥滤液目标离子形成稳定的络合物,然后使用合适的有机溶剂将其分离,以提取目标金属和化合物。常用的主要萃取剂有Cyanex272、AcorgaM5640、P507、D2EHPA和PC-88A。总的来说,溶剂萃取法具有条件性和分离效果好的优点,酸浸溶剂萃取法是工业上处理废旧锂电池的主流工艺。然而,其能耗高,清洗过程复杂,提取器的选择和提取条件的优化仍然是该领域研究的核心,以实现更高效、环保和可回收的结果。2.2.3化学沉淀法化学沉淀法是将废新能源电池预处理后,经溶解、酸溶后获得钴、锂离子溶液,加入沉淀剂沉降主要目标金属钴、锂等,一般沉淀过程为经过初步除杂后先将钴元素沉淀后,再调节酸碱度将锂和铝沉淀下来,从而达到金属的分离。钴和锂的回收率最高可达到99%。化学沉淀法处理量大,主要金属的回收率较高,控制pH值可以实现金属的分离,回收率高,易于实现工业化,但容易受杂质离子干扰,工艺较复杂,过程控制尤其是酸碱度的控制需要较高精确度。因此,工艺的关键是选择选择性更高的沉淀,并进一步优化工艺条件,控制有价金属离子的沉淀顺序,提高产品的纯度。2.2.4生物浸出法随着科技的发展,生物冶金技术具有高效、环保、低成本的优势,有着更好的发展趋势和应用前景。生物浸出是细菌氧化,使金属以离子的形式进入溶液。目前,生物浸出被广泛用于处理低质量的矿石和尾矿,其中最常用和最成熟的是处理低质量的硫化铜。近年来,一些科学家研究了使用生物浸出方法来冲洗有价值的金属,以废弃新能源电池。然而,在生物浸出电极材料中使用酸性碘油是当前浸出系统中相对较新的方法,其具有低能耗和基本污染的优点——然而,这种方法也存在有效菌株的选择、培养周期长和复杂的优化控制条件等问题。此外,该方法的主要金属(钴、锂等)的浸出率。)比较低,工业化大规模加工有一定的局限性。3回收提炼动力蓄电池的安全措施3.1报废动力电池的拆卸回收废弃电动汽车中的锂离子电池,保护安全和保护环境是拆解阶段的关键。各大汽车制造商都在安全防护和拆解设备制作的电动汽车维修手册中规定了拆卸高压电池时使用高压手套、绝缘鞋、护目镜、绝缘帽和绝缘工具。为确保人员安全,严禁非专业和非高压安全培训人员对高压动力电池进行放电。在对高压蓄电池放电之前,必须将警告信号放置在地面或车辆附近的可见位置,检查高压蓄电池是否泄漏和损坏,并确保车钥匙处于锁止档位。断开12V电源;当高压部件已经打开或插头已经拔出时,用多功能表测量,指示电压低于36V,然后才能进行下一步操作。拆卸动力电池的步骤是:首先抬起车辆,取下电池周围的保护罩;然后断开电池连接器,拆下电池粘合板和部分螺栓,然后将电池仓放在电池底部,拆下剩余的螺栓,取出电池。3.2报废动力电池的运输锂离子电池报废的风险比较大,尤其是在运输过程中。电池相互挤压碰撞,导致外壳破裂,电解液渗出,进入自然环境,对人体健康造成直接威胁。此外,如果运输遇到压缩和冲击,正负柱连接短路,存在爆炸、火灾等风险,导致安全隐患。在运输报废点火电池的过程中,应在避免阳光直射和环境温度调节不高于40℃的情况下,避免碰撞冲击损坏电动电池外壳;电池的正负高压端口必须绝缘,以避免电池工作时外部短路。如果电池外壳损坏,需要将其存放在专门的容器中,然后进行运输,而对于处于极高风险状态的电动锂离子电池,如何正确处置和处理,以及使用什么样的运输套件,仍然没有等效的标准。3.3报废动力电池的存储报废的电动电池在储存过程中还会引起放热反应,储存不当会导致电池外壳损坏、电解液泄漏、严重自燃、爆炸等安全问题。根据GB50016-2014《建筑设计防火规范》的规定,蓄电池储存场所应满足C-Level二级消防等级的要求,并配备防雨防水、密闭防爆等设施。同时,针对锂离子电池厂房、仓库等建筑
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