Hydrometallurgical Process for the Recovery of Valuable Metals from Spent Lithium-ion Batteries

摘要

隨著科技發展迅速，人類對於生活品質及需求逐年增長，而現今社會隨處可見與鋰電池相關的產品，因此廢棄鋰電池相關處理及再利用之研究開發有其重要性。本研究以離子交換與化學沉澱法分離鋰、鈷、錳、鎳等有價金屬，以利後續回收高純度的金屬產物。 本實驗分為三階段，第一階段將鋰電池中陰極材料進行前處理及特性分析，了解原料成分及晶相結構，有利於後續研究規劃。第二階段為探討酸浸漬之實驗參數，尋找最佳浸漬參數，其實驗結果顯示使用濃度為6 N 之硫酸、固液比70 g/L、添加5 vol % H2O2，於反應溫度60 ℃之環境下反應3小時，其鋰、鈷、錳、鎳之浸漬率皆達90 %以上。 第三階段為利用選擇性化學沉澱及離子交換進行有價金屬分離回收。首先，將浸漬液進行硫化沉澱，使鈷、鎳完全沉澱與溶液中有價金屬鋰、錳分離，之後分為兩個部分進行有價金屬回收。第一部分:利用化學沉澱法，以碳酸鈉作為沉澱劑，將鋰、錳分離回收，得到碳酸錳與碳酸鋰之沉澱物，其錳、鋰之產物純度分別為87、70 %；第二部分:先使用鹽酸將硫化沉澱後之產物硫化鈷及硫化鎳溶解，所得之鈷鎳溶液藉由離子交換樹脂進行吸附，以達到鈷、鎳分離。吸附後之樹脂利用濃鹽酸溶液去除殘留液，再以清水進行解析，達成鈷之分離與純化，其回收鈷之純度為99 %。

獎項日期	2019
原文	English
監督員	Yun-Hwei Shen (Supervisor)