对锂离子电池废液进行锂的回收

　　摘要：为了回收锂离子电池制备废液中贵重金属锂，本文通过对锂离子电池正极材料磷酸铁锂中废液，进行过滤、沉淀，将锂以碳酸锂的形式回收，锂的回收率为22.9%，表明采用该方法可以有效回收锂离子电池正极材料废液中的锂，回收的锂可以作为原料再次使用。
　　关键词：锂离子电池；回收；沉淀法
　　一、问题的提出
　　近几年来，随着手机的普及，手机使用的锂离子电池数量急速增加，报废的锂离子电池也逐年大幅度增多。当这些数以吨计的锂离子电池报废后，如果处理不当会产生严重的安全隐患及环境污染，同时还会造成极大的资源浪费。西方发达国家对电池的使用和废旧电池的回收已经制定了严格的管理法规并开展了积极的研究工作，欧盟委员会通过了关于制定电池回收再利用的建议，根据规定，生产商应承担电池回收、处理和再利用的费用。在我国，尽管目前还没有相应的法律法规，随着社会和经济的发展以及人们对环保的日益重视，废旧锂离子电池的回收将变得十分重要和迫切 [1-3]。
　　二、主要研究的问题
　　如何从锂离子电池正极材料磷酸铁锂制备过程中的废液里回收金属锂？
　　三、实验用品
　　实验原料：锂离子电池正极材料磷酸铁锂废液（含0.72molLi+ 、 0.36molSO42- 、0.36molNH4+、部分焦糖热解后溶液）、饱和Na2CO3溶液
　　实验器材：天平、500 ml烧杯、玻璃棒、带搅拌恒温水浴锅、铁架台、漏斗、滤纸、鼓风干燥箱，PH计。
　　测试仪器：X射线衍射仪。
　　四、实验步骤
　　1、从锂离子电池公司取得200 ml水热法锂离子电池正极材料磷酸铁锂废液，测量PH值为8.45。
　　2、将200 ml废液装入500 ml烧杯中，放入带搅拌恒温水浴锅中（恒温60℃），直至废液蒸发、浓缩直至溶液约60ml左右，此时发现有黑色细小的沉淀。
　　3、过滤60ml废液。
　　4、向滤液中加入以配好的过量饱和Na2CO3溶液，片刻后发现有白色沉淀，溶液呈棕色。
　　5、待沉淀沉降后将上层棕色溶液倒掉，用温度高于90℃的蒸馏水洗涤白色沉淀数次，直至上层溶液为白色。
　　6、将高于90℃的溶液和白色沉淀过滤。
　　7、 将白色滤饼洗涤、烘干，得到6.1g白色粉末。
　　8、将6.1g白色粉末中1g，做X射线衍射仪分析。
　　五、实验结果及分析
　　1、废液中含有0.72molLi+，加入饱和Na2CO3溶液，得到的白色沉淀位Li2CO3 2Li++ CO32-→Li2CO3，因为Li2CO3在水溶液中微溶，可以将Li+以Li2CO3形式回收。
　　2、选用温度高于90℃的蒸馏水洗涤，是因为Li2CO3随着温度的升高溶解度会变小，所以在高温下回收Li2CO3会提高回收率。
　　3、废液中含有0.72molLi+，若全部以Li2CO3形式存在，则有26.64g，最后只能回收6.1g，回收率为 6.1/26.64*100%=22.9%。
　　4、将1g白色粉末做X射线衍射仪分析，得到图1。图1为白色粉末的XRD图， 经表征可以指标化为Li2CO3，说明制备的白色粉末为Li2CO3。
　　意义：本实验是非常有有意义的，对锂离子电池制备废液中添加廉价的Na2CO3溶液，可以得到昂贵的Li2CO3，实现了变费为宝的可能。
　　参考文献
　　[1] 孙欣，魏进平，王晓宇，等.失效锂离子蓄电池的回收[J].电源技术，2004，28（12）： 794-797.
　　[2] 刘岸平， 裴波，王强， 等. 回收废旧锂离子电池有价金属的研究进展[J]. 科技创新导报，2008，34：3-5.
　　[3] 吴芳.从废旧锂离子二次电池中回收钴和锂[J].中国有色金属学报，2004，14（4）： 697-701.