废旧锂电池电极材料浮选行为及表面性质

摘要

锂离子电池中含有丰富的金属元素和多种毒害性物质，废旧锂电池回收不仅能实现资源循环利用，而且能防止环境污染.本文以废旧动力锰酸锂电池为研究对象，利用“焙烧强化浮选”的方法解决锰酸锂电池资源化回收过程中正负极电极材料难以浮选分离的问题，即通过焙烧去除电极材料表面的有机粘附物，从而增大电极材料表面润湿性差异，进而强化浮选分离过程.结果表明，商品化锰酸锂和商品化石墨具有相反的浮选行为，而废旧锰酸锂和废旧石墨具有相似的疏水性浮选行为.废旧锰酸锂电极材料浮选分离时，锰酸锂和石墨浮选分离效率低，而商品化锰酸锂和石墨的浮选分离效率高. XRD、XPS、SEM、FT-IR及接触角分析表明，废旧锂电池电极材料表面均包裹一层含C、O、F等元素的有机物，导致正负极电极材料具有相似的表面性质，因而表现出相似的浮选行为，导致两者的浮选分离难度大.不同焙烧参数下电极材料的浮选分离试验结果表明，550℃焙烧2 h后锰酸锂和石墨的浮选分离效率明显优于未焙烧的电极材料.此时，浮选精矿中锰酸锂的品位由未焙烧的63.10%提高到90.98%；小型闭路浮选精矿中石墨残留量少，锰酸锂的纯度达到99%.

关键词

废旧锂电池 / 锰酸锂 / 正极材料 / 负极材料 / 浮选

基金资助

中原科技创新领军人才项目—废旧动力锂电池通用型回收技术与无害化处理工艺研究（224200510025）