安徽工业大学张颖异CEJ：镍基废电池的高效分离和有价金属回收
论文 DOI：10.1016/j.cej.2022。
结果介绍
近日，安徽工业大学张英义副教授发表了题为《从废镍基中提取的：A》的评论文章（），安徽工业大学为第一单位和通讯单位。 该研究工作得到“十三五”国家重点研发计划项目和安徽省杰出青年科学基金项目的资助。 这项工作回顾了镍基电池中贵金属的来源和特性，并比较了预处理工艺对贵金属回收率的重要影响。 对有价金属的酸浸工艺、生物浸出工艺和火法回收工艺进行了比较和讨论，并指出了各种预处理和回收工艺面临的挑战。
全文快速概览
随着电池行业的发展，废旧电池已成为重要的二次资源和污染源。 本研究探讨了镍基废电池的组成，详细讨论了镍基废电池的预处理、浸出、分离和回收工艺，回顾了镍基废电池的工业回收工艺，并讨论了镍基废电池的优缺点。不同的过程。 产品特点。 指出了这些过程面临的挑战并提出了相应的建议。 其目的是为电池行业长期可持续发展提供指导，减少环境污染和资源浪费，减少对不可再生化石能源和矿石资源的依赖。 本研究为废旧电池的回收和无害化利用提供了一些合理的建议。
介绍
镍基废电池的主要成分含有大量的Ni、Co、Mn、Zn、Cd和稀土元素。 镍镉电池中Cd含量高达60.80wt.%，La含量高达48.67wt.%。 镍氢电池中还含有大量稀土元素，如Ce、La、Nd、Pr等。镍基废电池中的贵金属含量远高于矿石中的贵金属含量，使得镍废电池是重要的二次资源。 废旧电池的回收利用也是电池产业的重要组成部分。 电解液和电极中重金属的潜在环境危害是不可逆的。 废旧镍基电池的综合回收对于提高能源效率、产生经济效益、保障人类健康、保护环境具有重要意义。 虽然废镍基电池电极材料的回收和再生一直是一个活跃的研究领域，但大部分工作仍处于实验室规模。
图解指南
镍基废电池预处理工艺
图1 废镍基的预处理。 (a) 尺寸，(b)、(c)、(d) 泡沫，(e)、(f) 和废镍基金属。
目前，回收镍基废电池的预处理工艺主要有锤式破碎、冲击式破碎、剪切式破碎和切磨等。 这些破碎技术的原理相似，可以概括为三个步骤：研磨、削片和造粒。 为了实现产业化，必须实施完整的预处理工艺，其中镍基废电池的稳定化、破碎和机械分离工艺是非常必要的。
镍基废电池湿法浸出工艺
图2. 废镍基流程图。
浸出产物分析
图 3. 氧化镍。
有机酸浸出工艺可获得高纯NiO和Ni(OH)2粉末。 由于高纯度Ni(OH)2可以直接用于镍基电池正极的生产，因此直接再生技术是一种非常经济的方法。 回收技术越来越受到人们的关注。
图 4. 从 Ni-MH 废料中提取的 Ni-Co 合金。
在镍基废电池的湿法浸出工艺中，除了从滤液中分离出镍和钴外，还可以通过电沉积方法得到高纯度的镍钴合金，而点分解扩散就是镍钴合金电沉积工艺。 。 限制性方面。
超声波技术在电池回收中的应用
图 5. 在 .
超声波技术广泛应用于各种废旧电池的浸出、再生、分离和剥离过程。 超声波搅拌比传统机械搅拌更有效。 在超声波振动的作用下，液体中产生大量微小气泡。 这些气泡长大并与物料碰撞，增加了松散颗粒与渗滤液的接触面积，有效提高了液体的珍贵度。 金属浸出率。 此外，由于空化效应，产生大量微流和自由基，加速传热传质，提高浸出效果。
概括
本文综述了镍基废电池中有价金属的来源和特征，并对有价金属回收的酸浸工艺、生物浸出工艺和火法回收工艺进行了比较和讨论。 比较了预处理工艺对镍基废电池贵金属回收率的重要影响，详细总结了湿法和火法工艺的回收机理，并指出了各种预处理和回收工艺面临的挑战。 最后提出湿法与火法相结合的综合处理方法。 对不同处理工艺得到的贵金属产品的性能进行了分析和讨论，为废旧电池的资源化利用和无害化利用提供了合理的建议。
关于作者
张颖一，博士，副教授，博士生导师，现工作于安徽工业大学冶金工程学院。 主要从事非高炉炼铁工艺及技术开发、固体废物综合利用、表面涂层及腐蚀防护研究。 兼任国家自然科学基金委、北京市自然科学基金委评审专家，中国有色金属工业技术创新战略联盟专家委员会委员，《青年年刊》编委工程科学学士、上海金属学士，兼任《》、《》、《和》杂志青年年编委会委员等期刊学术主编等。主持“十三五”等课题12项承担国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、安徽省杰出青年基金项目、中国博士后基金项目以及重大产学研项目，累计主持和开展科研项目20余项。 发表学术论文102篇，其中ESI高被引论文3篇，以第一或通讯作者发表SCI收录论文51篇，在（IF=13.273）、（9.297）、（6.707）、（5.134）中发表论文22篇顶级期刊，例如（5.816）、（5.316）、（5.302）、（4.527）和（4.158）。 拥有授权发明专利38项，授权实用新型专利4项。 主编、合作主编出版英文著作各一本，荣获第七届“全国高校冶金院长提名奖”、中国发明创新奖各一项。
备注： 和来自废镍基：A. 2022, Inc.
参考文献：J. Wang，Y. Zhang，L. Yu，K. Cui，T. Fu，H. Mao，以及废镍基：A，（2022），doi：
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