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負(fù)責(zé)人陳清帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員于2024年11月在江西天奇金泰閣考察廢舊鋰電處理情況。

隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長態(tài)勢，我國每年退役的鋰電池?cái)?shù)量已超過100萬噸。若這些退役鋰電池處置不當(dāng)，其中所含的重金屬和電解液將對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。當(dāng)前，傳統(tǒng)回收技術(shù)普遍存在鋰回收率低（不足75%）、回收流程冗長、能耗過高等問題，成為制約行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。

近日，江西理工大學(xué)“鋰想綠行”團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出廢舊鋰電池短流程綠色回收技術(shù)體系，攻克了鋰資源高效循環(huán)利用的難題。目前，該團(tuán)隊(duì)的核心技術(shù)已在江西多家企業(yè)得到應(yīng)用，累計(jì)處理廢舊電池達(dá)1.7萬噸，新增產(chǎn)值超過1.7億元。

給回收線裝上“智慧大腦”。傳統(tǒng)鋰電池回收面臨著三重困境：濕法工藝試劑消耗量大，火法熔煉過程中鋰易揮發(fā)損失，聯(lián)合工藝流程復(fù)雜。針對這些難題，“鋰想綠行”團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性提出“廢廢協(xié)同”理念，并研發(fā)出一系列關(guān)鍵技術(shù)。

“尾氣變寶藏”，首創(chuàng)煙氣資源化高效提鋰技術(shù)。傳統(tǒng)濕法工藝存在試劑成本高、鋰提取選擇性不足的問題。該團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)的煙氣資源化技術(shù)巧妙地利用了電池焙燒過程中產(chǎn)生的尾氣（主要成分為CO2），將其直接通入正極材料的浸出液中進(jìn)行碳化水浸。通過這一創(chuàng)新過程，鋰的選擇性浸出率超過97%，與傳統(tǒng)工藝相比，該技術(shù)成功將提鋰成本降低了約20%，為鋰的高效低成本回收開辟了新路徑。

“分層焙燒術(shù)”：降低后續(xù)金屬回收難度。傳統(tǒng)火法回收鈷酸鋰電池時，常因結(jié)構(gòu)破壞不徹底導(dǎo)致后續(xù)工序復(fù)雜。該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“分層焙燒術(shù)”另辟蹊徑，通過在焙燒過程中利用黃鐵礦（一種常見的硫鐵礦石）分層釋放硫蒸氣，精準(zhǔn)且高效地破壞鈷酸鋰的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此舉措可令水浸渣量減少66.71%，渣量的顯著降低，意味著后續(xù)有價金屬（如鈷、鎳等）的回收難度和成本也隨之大幅下降。

“廢鉛膏固硫”：全球首例協(xié)同熔煉新模式。在處理磷酸鐵鋰電池和含硫廢棄物方面，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地將廢棄鉛酸電池回收產(chǎn)生的廢鉛膏，與廢舊磷酸鐵鋰電池進(jìn)行協(xié)同熔煉。這一策略不僅高效回收了有價金屬，實(shí)現(xiàn)了鋰回收率高達(dá)96%、鉛回收率達(dá)到98%的優(yōu)異指標(biāo)，同時還利用廢鉛膏對熔煉過程中產(chǎn)生的硫進(jìn)行高效固定，固硫率達(dá)到99%。該協(xié)同熔煉工藝的整體能耗相較于傳統(tǒng)單獨(dú)處理工藝下降了50%。

技術(shù)落地是檢驗(yàn)創(chuàng)新的試金石。“鋰想綠行”團(tuán)隊(duì)與江西天奇金泰閣鈷業(yè)等企業(yè)開展深度合作，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。廢鉛膏協(xié)同熔煉技術(shù)應(yīng)用兩年來，新增產(chǎn)值超4000萬元；三元電池優(yōu)先提鋰技術(shù)在贛州億海星公司處理電池1.2萬噸，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益1.7億元。同時，該技術(shù)帶動合作企業(yè)鋰回收率從75%躍升至96%，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

該團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)老師嚴(yán)康說：“我們不僅破解了鋰回收率低的行業(yè)瓶頸，更通過‘以廢治廢’降低了二次污染。”目前，該團(tuán)隊(duì)在電池回收領(lǐng)域已申請國家發(fā)明專利7項(xiàng)，其中，已授權(quán)2項(xiàng)，并申請國際專利1項(xiàng)。

“讓每一塊退役電池‘重生’，是我們對綠色中國的承諾。”該團(tuán)隊(duì)主要負(fù)責(zé)人陳清說。在“雙碳”目標(biāo)的驅(qū)動下，這項(xiàng)技術(shù)有望為江西省鋰電回收產(chǎn)業(yè)注入新動能，推動資源循環(huán)利用從“礦山模式”向“城市礦山”轉(zhuǎn)型。