生物吸附是指用生物質(zhì)對(duì)金屬離子進(jìn)行被動(dòng)吸附或者配合的技術(shù) 。也就是指利用具體特性的生物質(zhì) (活的 、死的或者衍生物)的配體和金屬離子之間發(fā)生離子交換 、配合、協(xié)同和鰲合等作用。

生物吸附劑多數(shù)來(lái)源于 、、藻類和自然物的廢棄物。生物吸附過程受許多因素影響 , 如生物吸附劑類型、被吸附的金屬離子類型、pH值 、溫度、競(jìng)爭(zhēng)離子及固液比等, 其中影響的是 pH值、反應(yīng)溫度和競(jìng)爭(zhēng)離子的數(shù)量和類型。

1、溶液 pH值 :吸附溶液 pH值被認(rèn)為是影響吸附過程中重要的因素 。 pH值會(huì)影響吸附劑結(jié)合位點(diǎn)的暴露程度。大量實(shí)驗(yàn)研究得出 pH值對(duì)鋰電池的影響與重金屬不同, 大部分重金屬的吸附 pH值比較高 (3.0 ～ 7.0), 如鉛和銅吸附 pH均為 5.0,鎘、鋅和鎳 pH均為 5.5。而鋰電池吸附 pH一般較低 (1.0 ～ 3.0),如鉑 pH為 1.6, 鈀pH為 1.8。

2、反應(yīng)溫度 :反應(yīng)溫度通常影響溶液中鋰電池離子的穩(wěn)定性, 離子與吸附劑配合和細(xì)胞壁化學(xué)成分離子化的穩(wěn)定性。

3、 競(jìng)爭(zhēng)離子 :生物吸附方法回收鋰電池應(yīng)用于工業(yè)上復(fù)雜的一個(gè)問題就是其它競(jìng)爭(zhēng)離子的存在。其他競(jìng)爭(zhēng)離子可能會(huì)與主要金屬離子競(jìng)爭(zhēng)吸附位點(diǎn), 或者降低吸附劑的特性。

主要類型及特點(diǎn)

類型 核心特點(diǎn) 典型應(yīng)用

三元鋰電池 能量密度高、低溫性能好 電動(dòng)汽車、智能手機(jī)

磷酸鐵鋰電池 性高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、成本較低 儲(chǔ)能電站、電動(dòng)客車

鈷酸鋰電池 體積小、電壓高，性較弱 筆記本電腦、小型數(shù)碼

錳酸鋰電池 成本低、倍率性能好，循環(huán)壽命較短 電動(dòng)工具、動(dòng)力電池輔助

回收的意義：隨著全球新能源汽車市場(chǎng)的崛起，動(dòng)力電池裝機(jī)量迅速攀升，首批投入市場(chǎng)的動(dòng)力電池即將迎來(lái) “退役潮”，電池回收市場(chǎng)蘊(yùn)藏著巨大機(jī)遇。鋰電池回收一方面可以彌補(bǔ)關(guān)鍵原材料的潛在供應(yīng)缺口，另一方面還能減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。

工藝選擇決定加工成本差異

濕法回收：需使用化學(xué)試劑溶解金屬，加工成本較高。例如，磷酸鐵鋰電池濕法回收單噸加工費(fèi)約 1.13 萬(wàn)元，三元電池達(dá) 1.44 萬(wàn)元。

干法回收：高溫處理工藝簡(jiǎn)單，但能耗高且污染大。磷酸鐵鋰電池干法加工費(fèi)約 0.59 萬(wàn)元 / 噸，三元電池為 0.6 萬(wàn)元 / 噸。

生物法：雖環(huán)保但技術(shù)不成熟，成本遠(yuǎn)超工業(yè)應(yīng)用水平。