1.文章简介
为了减少对环境和人类健康的危害，提高经济效益，近年来产生的大量废旧锂离子电池需要合理回收利用。
本文旨在研究生物质微波热解从废旧锂离子电池中高效回收锂的过程，探讨生物质热解与正极粉末还原过程之间的耦合反应机制，并研究碳热还原过程中锂和锂的损失方向和锂回收利用的限制因素。
2.实验部分
将总质量为30 g的阴极粉和壳粉按一定比例均匀混合，然后以400 r/min的速率放入球磨机中1 h。使阴极粉和壳粉在反应过程中充分接触， 将混合后的粉末压入高度为 3.5 cm 的圆筒中。
将混合后的粉末放在密闭微波炉的托盘上，以 6 r/min 的速度旋转。在焙烧过程中，氩气以 60 ml/min 的体积流速连续通入炉腔，然后在冷却至室温后将物料从炉中除出。将烤制的产品球磨 1 小时，然后在蒸馏水中浸出。在碳酸水浸出阶段，CO2 气体以 40 ml/min 的体积流速连续通过溶液，同时以 400 r/min 的速率搅拌溶液。最后，过滤溶液，调节滤液的pH值，加入一定量的磷酸钠，得到最终产品Li 3 PO 4。
3.图文要点
要点一：废阴极粉回收全过程，回收过程分为焙烧阶段、碳酸水浸出阶段和沉淀阶段 3 个阶段。
要点二：根据峰的分布，反应过程可分为 3 个阶段）。第一阶段 （0 °C -190 °C） 是脱水过程第二阶段（190 °C -510 °C）是生物质的热解和预还原。在这个阶段，木质素、纤维素和半纤维素开始剧烈热解。第三阶段 （510 °C -1000 °C） 为碳热还原阶段。随着热解严重程度的增加，生物质中的 C-C 键和 C-H 键在很大程度上被破坏。
要点三：。在500 °C之前，随着Pte的增加，锂的浸出速率显著增加，500 °C后保持稳定（约92.3%）。这种现象可以归因于两个原因。一种是壳粉热解产生的气体随着 Pte 的增加而增加。与固-固反应相比，气固反应具有更高的反应速率动力学。因此，增加 Pte 促进了随后的还原焙烧过程，提高了锂的浸出率。其次，随着温度的升高，释放出大量的挥发物，导致焦炭中的孔隙数量增加。因此，获得了均匀的孔结构，这将增加固 - 固反应的有效接触面积。500 °C 后，生物炭的比表面积达到最大值，还原焙烧过程的效率不再改变。
要点四：影响锂浸出的最重要阶段是还原焙烧阶段。在这个阶段，混合粉末内部发生复杂的化学反应，并形成浸出过程的主要对象 Li2CO3。这个阶段有两个主要因素值得研究：还原烘焙温度 （Rte） 和还原烘焙时间 （Rti）。
要点五：阴极粉末颗粒在还原焙烧前是规则且饱满的，Ni、Co、Mn 和 O 均匀分布在颗粒中。还原焙烧后，颗粒的形状变得不规则，表面出现许多裂纹，这可能是在分解反应过程中氧气从正极粉末内部逸出造成的。焙烧后，元素的分布发生变化：Ni 和 Co 从 Mn 中分离出来，分散在较小的颗粒中，在那里它们紧密组装形成 Ni-Co 合金，而 Mn 则跟随氧的分布并保留在较大的颗粒中。
4.总结
废旧锂离子电池和生物质作为重要的二次资源，回收利用对经济和环境有益。本文主要研究了一种使用澳洲坚果壳的微波热解工艺，用于从废旧锂离子电池中高效回收锂。
将阴极粉与壳粉在bio% = 24 的最佳条件下混合，然后将混合后的粉末在 500 °C 下在无氧箱式微波炉中烘烤 30 min，并在 750 °C 下烘烤 25 min。用 CO2 水溶液浸出焙烧后的产品，溶液中可以富集 93.4% 的锂，而没有其他杂质。最后，通过沉淀工艺可以获得高纯度的 Li 3 PO 4 （99.98%）。
