في بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد المتقاعدة، سيتم في النهاية تفكيك وإعادة تدوير البطاريات التي ليس لها قيمة الاستخدام المرحلي والبطاريات بعد الاستخدام المرحلي. الفرق بين بطارية ليثيوم فوسفات الحديد وبطارية المواد الثلاثية هو أنها لا تحتوي على معادن ثقيلة، والاسترداد هو بشكل أساسي Li وP وFe. القيمة المضافة لمنتج الاسترداد منخفضة، لذا يجب تطوير طريق استرداد منخفض التكلفة. هناك طريقتان رئيسيتان للاسترداد: طريقة النار والطريقة الرطبة.
عملية التعافي من الحرائق
تتمثل الطريقة التقليدية لاستعادة الحرائق في حرق الأقطاب الكهربائية عند درجة حرارة عالية، مما يؤدي إلى حرق الكربون والمواد العضوية الموجودة في شظايا القطب الكهربائي. يتم في النهاية غربلة الرماد المتبقي الذي لا يمكن حرقه لإنتاج مواد مسحوقية دقيقة تحتوي على معادن وأكاسيد معدنية. العملية بسيطة، ولكن عملية المعالجة طويلة، والاسترداد الشامل للمعادن الثمينة منخفض. تتمثل التقنية المحسنة لاستعادة الحرائق في إزالة المادة الرابطة العضوية عن طريق التكليس، وفصل مسحوق فوسفات حديد الليثيوم عن صفائح رقائق الألومنيوم للحصول على مادة فوسفات حديد الليثيوم، ثم إضافة المواد الخام المناسبة للحصول على النسبة المولية المطلوبة من الليثيوم والحديد والفوسفور، و تصنيع فوسفات حديد الليثيوم الجديد بطريقة الطور الصلب ذو درجة الحرارة العالية. وفقًا لحساب التكلفة، يمكن إعادة تدوير بطاريات فوسفات حديد الليثيوم باستخدام طريقة النار والجافة المحسنة، لكن فوسفات حديد الليثيوم الجديد الذي تم إعداده من خلال عملية الاسترداد هذه يحتوي على العديد من الشوائب والأداء غير المستقر.
عملية الاسترداد الرطب
يتم الاسترداد الرطب بشكل أساسي من خلال المحاليل الحمضية والقلوية لإذابة أيونات المعادن في بطارية فوسفات الحديد الليثيوم، كما يتم استخدام الترسيب والامتزاز وطرق أخرى لاستخراج أيونات المعادن المذابة في شكل أكاسيد وأملاح وأشكال أخرى، وتستخدم معظم عمليات التفاعل H2SO4، NaOH، H2O2 والكواشف الأخرى. عملية الاسترداد الرطب بسيطة، ومتطلبات المعدات ليست عالية، ومناسبة للإنتاج الصناعي على نطاق واسع، وهي الأكثر دراسة من قبل العلماء، وهي أيضًا طريق معالجة نفايات الليثيوم أيون في الصين.
انتعاش بطارية ليثيوم فوسفات الحديد هو القطب الموجب بشكل رئيسي. عند استعادة القطب الموجب لفوسفات حديد الليثيوم عن طريق العملية الرطبة، يجب فصل مجمع رقائق الألومنيوم عن المادة الفعالة للقطب الموجب أولاً. ومن الطرق استخدام محلول الغسول لإذابة تجمع السوائل، ولا تتفاعل المادة الفعالة مع الغسول، ويمكن تصفيته للحصول على المادة الفعالة. الطريقة الثانية هي استخدام المذيبات العضوية لإذابة مادة PVDF الرابطة، بحيث يتم فصل مادة أنود فوسفات حديد الليثيوم ورقائق الألومنيوم، وإعادة استخدام رقائق الألومنيوم، ويمكن معالجة المواد الفعالة لاحقًا، ويمكن معالجة المذيبات العضوية عن طريق التقطير، لتحقيق إعادة التدوير. بالمقارنة مع الطريقتين، الطريقة الثانية هي أكثر أمانا من الناحية البيئية. إن استعادة فوسفات حديد الليثيوم في القطب الموجب هو تكوين كربونات الليثيوم. تتميز طريقة الاسترداد هذه بتكلفة منخفضة ويتم اعتمادها من قبل معظم شركات إعادة تدوير فوسفات حديد الليثيوم، ولكن لم يتم إعادة تدوير المكون الرئيسي لفوسفات الحديد الليثيوم (95٪)، مما يؤدي إلى إهدار الموارد.
الطريقة المثالية للاسترداد الرطب هي تحويل مادة كاثود فوسفات حديد الليثيوم إلى ملح الليثيوم وفوسفات الحديد لتحقيق استخلاص Li وFe وP. إذا أراد فوسفات الليثيوم الحديدي أن يصبح ملح الليثيوم وفوسفات الحديد، فمن الضروري أكسدة الحديدوز. إلى الحديد ثلاثي التكافؤ، واستخدام الترشيح الحمضي أو الترشيح القلوي لترشيح الليثيوم. وقام بعض العلماء بفصل صفائح الألمنيوم وفوسفات حديد الليثيوم عن طريق الأكسدة والتكليس، ثم حصلوا على فوسفات الحديد الخام عن طريق ترشيح حامض الكبريتيك وفصله. تم استخدام كربونات الصوديوم لترسيب كربونات الليثيوم في إزالة المحلول. بلورة التبخر للمرشح للحصول على منتجات كبريتات الصوديوم اللامائية التي تباع كمنتجات ثانوية؛ ويتم تكرير فوسفات الحديد الخام للحصول على فوسفات الحديد من فئة البطاريات، والذي يمكن استخدامه في تحضير مواد فوسفات حديد الليثيوم. لقد أصبحت التكنولوجيا ناضجة نسبيًا بعد سنوات من البحث.
