环球今头条！使用旋转反应器从废旧锂离子电池中回收有价金属

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环球今头条！使用旋转反应器从废旧锂离子电池中回收有价金属

2023-05-03 18:06:36 来源：互联网

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在一个逐渐远离碳基能源的世界里，锂离子电池作为下一代储能解决方案的使用迅速增加。然而，这导致了另一个问题——锂电池废物量的增加。

锂离子电池在其生命周期内退化缓慢，在12次充电和放电循环中损失其总容量的24%至500%。电池内部的电解质和其他材料也会降解，随着时间的推移导致容量下降。在垃圾填埋场或焚烧中处置锂电池可能会造成环境和安全问题，因为有元素可能会渗入土壤和水中。

回收锂电池需要广泛使用湿法冶金，这是涉及水溶液的冶金分支。简而言之，废旧电池被拆解，使用溶剂提取有价金属，然后剥离，其中提取的金属被回收并回收溶剂。目前的锂电池回收需要多个步骤的提取剥离过程，每个步骤都需要单独的反应器和不同的参数。这大大增加了回收的复杂性和成本，因此锂电池的回收率非常低。

已经有许多尝试通过使用膜分隔反应器来设计一步，一锅解决方案。然而，这些想法在较大的反应器中失败了，主要是由于膜失效，特别是在强搅拌下。

为了解决这个问题，由韩国基础科学研究所(IBS)软与生命物质中心的Bartosz A. Grzybowski教授领导的一个跨学科研究小组报告了一种从废旧锂离子电池中回收锂，镍和钴等贵重金属的新方法。

Gryzbowski的团队以其旋转同心液体反应器而闻名于世，该反应器被证明可以在单个腔室中进行多步反应。这一次，该小组成功地应用了这一概念来简化锂电池回收的提取剥离过程。该研究发表在《先进材料》杂志上。

水平旋转反应器由合著者Olgierd Cybulski博士设计，可以处理复杂的金属混合物，其中水性进料，有机萃取剂和水性受体相都存在于同一个旋转容器中。与使用膜的单锅装置不同，该反应器可以在没有水层聚结的情况下剧烈搅拌和乳化。通过将所有这些液体放置在旋转容器中，以形成足够稳定的同心层以允许有效的界面混合，但不聚结水层，从而牢固地保持高pH进料，有机萃取剂(梭)和低pH受体相的排列。

令人印象深刻的是，该过程“可以在几分钟内完成金属分离，使用低浓度的提取剂和高选择性，”共同作者Cristóbal Quintana博士说。

这项研究表明，同心液体反应器，特别是其分段式反应器，可以使用比现有方法低得多的萃取剂浓度从高浓度混合物中快速分离有价金属，并且可以访问未探索的工艺参数范围。

这些方面，以及有利的运行功率与反应器尺寸的缩放，使同心液体反应器成为传统湿法冶金方法的有趣替代方案，并可能适用于其他有价金属的分离。Grzybowski教授解释说：“该技术也是前瞻性的，正如我们所展示的，它可以适应不同的进料金属成分，当然还有电池中使用的金属以外的金属。

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