[SMM Science Populaire] Brève introduction au processus de production par voie humide de la poudre de batterie lithium ternary

Aperçu du flux de processus de production:

1. Alimentation/Préparation de la boue : Les poudres de cathode et d'anode provenant des batteries lithium ternaires usagées sont prétraitées et transportées vers le réservoir de préparation de la boue à l'aide d'une grue. La poudre est mélangée avec de l'eau pure dans un réservoir semi-fermé à un ratio ne dépassant pas 2:1 et agitée. La boue passe ensuite au processus de dissolution acide. Cette étape génère une petite quantité de poussière d'alimentation (G2-1).

2. Lixiviation acide et lavage par filtration sous pression : La poudre ternaire à faible teneur en aluminium est transportée dans une cuve de dissolution sous pression négative et traitée avec de l'acide sulfurique à 98 % et du peroxyde d'hydrogène pour dissoudre les métaux et les convertir en ions métalliques divalents. La solution acide est filtrée sous pression, et le gâteau de filtration est lavé avec de l'eau pure pour obtenir une poudre de graphite brut, tandis que le filtrat passe au processus suivant. Le taux de conversion chimique principal est de 99 %. Cette étape génère des gaz d'échappement de lixiviation acide (G2-2) et des résidus de lixiviation acide (S2-1).

3. Extraction du cuivre : La solution lixiviée contenant 4–4,5 g/L de cuivre subit une extraction contre-courant en deux étapes à l'aide de l'extractant 984H, atteignant un taux d'extraction du cuivre d'environ 95 %. La solution après extraction est utilisée pour récupérer le sulfate de cuivre par électrodéposition, générant des gaz d'échappement (G2-3).

4. Électrodéposition du cuivre : Sous l'action d'un courant continu, des plaques anodiques insolubles sont utilisées pour déposer le cuivre à partir de la solution d'électrodéposition. Les produits en cuivre sont retirés de la cathode tous les 7 jours, lavés et emballés. L'eau de lavage traitée est recyclée pour d'autres sections, et les bulles d'oxygène générées sont évacuées grâce à la conception du système pour éviter les émissions de brouillard acide.

5. Élimination du cuivre : La solution est chauffée à la vapeur pour éliminer le cuivre, et les scories de cuivre résultantes sont traitées comme des déchets solides. L'efficacité d'élimination du cuivre est d'environ 99 %, générant des gaz d'échappement (G2-4).

6. Élimination du fer et de l'aluminium, lavage par filtration sous pression : Le chlorate de sodium est utilisé pour oxyder le fer divalent, et le carbonate de sodium est utilisé pour précipiter les impuretés de fer et d'aluminium. Après filtration sous pression et lavage, les éléments métalliques dans les scories de fer et d'aluminium sont récupérés, et les scories finales sont traitées comme des déchets solides. L'efficacité d'élimination du fer est d'environ 99,3 %.

7. Purification par élimination du calcium : Les impuretés de calcium sont éliminées à l'aide de carbonate de sodium, et le carbonate de calcium résultant est traité comme un déchet solide. L'efficacité d'élimination du calcium est de 95 %.

8. Extraction du manganèse avec P204 : Le manganèse est extrait à l'aide de l'extractant P204 par un processus d'extraction continue en plusieurs étapes pour améliorer l'efficacité (le taux d'extraction du manganèse est d'environ 85 %). Après élimination de l'huile, la solution dépouillée est traitée et réutilisée, générant des gaz d'échappement (G2-5).

9. Extraction du cobalt avec P507 : De même, le cobalt est extrait à l'aide d'une méthode d'extraction saponifiée, atteignant un taux d'extraction du cobalt de 99,5 %. La phase organique est dépouillée avec de l'acide sulfurique et réutilisée, générant des gaz d'échappement (G2-7).

10. Électrodéposition du cobalt : Lors de l'électrodéposition, le cobalt est déposé sur la cathode, lavé et emballé pour obtenir le produit. La conception du système empêche les émissions de brouillard acide, garantissant des taux de récupération élevés.

11. Élimination du magnésium avec extraction C272 : Le magnésium est éliminé à l'aide de l'extractant saponifié C272, et les déchets liquides et gaz d'échappement résultants sont traités et réutilisés.

12. Extraction du nickel avec P204 : La solution brute de sulfate de nickel est extraite à l'aide de l'extractant P204 (le taux d'extraction du nickel est d'environ 99,5 %), et le liquide passe à la section de récupération du lithium.

13. Électrodéposition du nickel : Le nickel est déposé sur la cathode grâce à la technologie d'électrodéposition, avec un lot traité tous les 14 jours. Le liquide de récupération est recyclé, et les émissions de brouillard acide sont évitées, respectant les normes de protection de l'environnement.

14. Récupération du lithium (évaporation MVR et précipitation du lithium) : Le carbonate de lithium obtenu par sublimation et évaporation est filtré, lavé, séché et finalement emballé comme produit.

15. Séchage par flux d'air du sulfate de sodium : Le sulfate de sodium humide est traité à l'aide de la technologie de séchage pour obtenir le sous-produit sulfate de sodium anhydre.

Équipe de recherche sur les nouvelles énergies de SMM

Cong Wang 021-51666838

Lingying Zhang 021-51666775

Xiaodan Yu 021-20707870

Rui Ma 021-51595780

Ying Xu 021-51666707

Disheng Feng 021-51666714

Yujun Liu 021-20707895

Yanlin Lü 021-20707875

Xianjue Sun 021-51666757

Chensi Lin 021-51666836

Zhicheng Zhou 021-51666711

He Zhang 021-20707850