新型金属提取技术助力高效回收电池材料

由加拿大研究人员领导的一项新研究介绍了一种从废旧碱性电池中提取和分离金属的新工艺，提供了一个高效回收关键材料、有前途的解决方案。

随着全球能源需求的不断增长，电池的作用变得越来越重要。然而，由于金属含量高，废旧电池处置不当对环境构成了重大危害。回收这些金属不仅可以减轻环境风险，还可以提供一种可持续的、宝贵的材料来源。

该论文发表在《化学技术与生物技术杂志》上，介绍了一种比现有方法更便宜且节能的钾、锌和锰的提取技术。

加拿大舍布鲁克大学的研究员、该研究的主要作者诺埃利亚·穆尼奥斯·加西亚（Noelia Muñoz García）解释了这项研究的重要性：“我们专注于提取碱性电池中的主要矿物，因为它们占北美废旧电池体积的70%以上”，“这项研究支持循环经济的原则，即材料被重复使用和回收，创造一个闭环系统。这减少了废物，并通过最大限度地利用资源可以实现长期的经济可持续性，这是《巴黎协定》的主要目标之一。”

电池材料的高效回收对于减轻有害的环境影响至关重要。加西亚指出：“废旧碱性电池不当处置的主要问题是钾、锌和锰的化合物会渗入土壤并污染地下水，对环境和人类健康构成威胁，如生态毒性和非生物枯竭。”

该技术依赖于一种称为湿法冶金的工艺，使用水溶液提取金属——称为“浸出”。湿法冶金可以在室温下进行，比需要高温的方法更节能。该研究中开发的工艺，其新颖之处在于金属提取的三个独立步骤。

在其他湿法冶金工艺中，所有金属可以在一个浸出步骤中提取，产生复杂的浸出液组成，分离成其组分的成本很高。而通过使用不同的浸出剂在三个阶段去除金属，研究人员能够生产出更高质量的浸出液，降低了下游纯化的成本。总体而言，该工艺的锌总提取效率为99.6%，锰为86.1%。

加拿大舍布鲁克大学的研究员、该研究的通讯作者安东尼奥·阿瓦洛斯·拉米雷斯（Antonio Avalos Ramirez）认为，这种方式“最重要的因素是找到合适的浸出剂（在这种情况下是硫酸）和还原剂（过氧化氢），这增加了这些矿物的提取量。”

研究人员现在展望扩大其提取技术的规模。拉米雷斯指出：“下一步将是开发分离和纯化单元，以获得足够高质量的锌和锰，使其可以引入市场并用于新产品的生产。还需要进一步的研究来解决该工艺在工业/商业规模上的可扩展性问题。”