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國內目前營運中的廢電池回收廠僅處理鋅錳電池與鹼錳電池,回收的廢鋰電池係採境外輸出處理。以往之化學沉澱法應用在新型三元系鋰電池回收時,因鈷、鎳、錳三金屬共沉澱,導致回收金屬資源之純度與價值大減。本計畫第二年研究探討三元系(LiCoO2/LiNiO2/LiMn2O4)廢二次鋰電池正極材料之超音波輔助酸溶金屬、超音波輔助萃取、電滲輔助萃取程序。程序參數包括鍛燒前處理、酸當量、雙氧水添加量、超音波頻率、超音波功率、超音波工作週期、電滲析電壓、萃取劑皂化率等。結果顯示,鍛燒前處理及提高酸當量,對超音波輔助酸溶浸漬之金屬溶出效率無顯著差異。金屬溶出率由高至低,分別為採用超音波增幅器、超音波震盪槽,最低者為磁石攪拌機。採用超音波震盪槽輔助溶出正極材料,比原採用磁石攪拌方式所需之雙氧水量大幅減少80%。採用超音波增幅器輔助溶出正極材料時,錳未溶出,酸溶浸漬液為Co/Ni溶液,可省略Co/Mn/Ni多級萃取與反萃Mn的流程。超音波震盪機能夠輔助提高萃取率,但須靜置數小時始能恢復油水分層。電滲輔助萃取之電壓為30V,最佳萃取溶劑皂化率為50%。本計畫開發的精進技術,可提升回收金屬的酸溶浸漬效率及萃取效率。
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