一、濕法冶金：鋰鈷鎳分離的精準博弈

在新能源電池回收領域，濕法冶金技術憑借其高效的金屬分離能力，成為關鍵材料回收的核心手段。其中，P204/P507 萃取體系是實現鋰鈷鎳分離的經典工藝，其核心在于通過選擇性萃取實現金屬的高效分離。

（一）P204/P507 萃取體系的技術邏輯

萃取劑的協同作用
P204（二 (2 - 乙基己基) 磷酸）和 P507（2 - 乙基己基膦酸單 2 - 乙基己酯）是兩種常用的酸性萃取劑。在酸性條件下，P204 優先吸附鐵、鋅等雜質，為后續鎳鈷分離開路；而 P507 則通過精確調控 pH 值，實現鈷的選擇性萃取。例如，在 pH=2.5 時，P507 對鈷的萃取率可達 95% 以上，而鎳的留存率超過 98%。

皂化率控制：工業生產中，P204 和 P507 的皂化率通常控制在 60%-70%。若超過 80%，有機相可能出現發黑、發粘等問題，導致萃取效率下降。

多級逆流萃取：通過 5 級串聯工藝，鎳萃取率可從單級的 85% 提升至 99.5%，鈷的共萃率控制在 0.5% 以下。例如，山東聯萃 LC 系列離心萃取機采用獨立混合室設計，避免了傳統環隙式萃取機的乳化問題，能耗降低至 12 kW/m³，較傳統設備減少 70%。

離心萃取機的應用突破
離心萃取機利用高速旋轉（5000-8000 rpm）產生的離心力（重力的 1000 倍以上），使密度差僅 0.03 g/cm³ 的液相在毫秒級時間內完成混合與分離。例如，安徽某金屬材料公司采用 LXC-50 型離心萃取機，從含鎳鈷的浸出液中制備電池級硫酸鈷，萃取率達 99%，雜質含量低至 5ppm。

（二）鋰鹽制備的純度控制

浸出與沉淀工藝
鋰鹽（碳酸鋰、氫氧化鋰）的制備需經歷浸出、除雜、沉淀等環節。以碳酸鋰為例，北京科技大學王成彥團隊開發的還原相轉化技術，通過向粗制碳酸鋰水溶體系中通入 CO₂，將碳酸鋰轉化為可溶于水的碳酸氫鋰，實現常溫、低液固比下鋰的高效浸出，鋰浸出率達 90% 以上，比傳統流程高 40%。

深度凈化：采用樹脂吸附技術去除微量鈉、鈣等雜質，確保再生碳酸鋰純度達到電池級標準（GB/T 11075-2013），殘留雜質＜10ppm。

檢測技術的精準支撐
離子色譜技術（IC）在鋰鹽純度分析中發揮關鍵作用。瑞士萬通的智能離子色譜系統通過碳酸根體系，可精準檢測六氟磷酸鋰中的氯離子和硫酸根，確保電解液純度。

二、黑粉回收：電極粉末的價值重構

黑粉是拆解后的電極粉末，富含鋰、鈷、鎳等有價金屬。其回收技術的核心在于物理分選與化學提純的協同應用。

（一）多級破碎 - 篩分 - 比重分選系統

物理分選流程

• 熱解預處理：物料經 600-800℃高溫熱解，分解電解液、粘結劑等有機物，使電池內部組分呈現松散狀態。

• 三級破碎篩分：通過 20 目、60 目、200 目篩網的階梯式篩分，黑粉總回收率≥90%，銅鋁回收率≥95%。例如，某集成化回收系統通過三次篩分、兩次破碎與比重分選的協同作用，黑粉回收率較傳統工藝提升 40% 以上。

• 比重分選提純：采用氣 - 振復合式比重分選機，通過 3.5m/s 氣流速度與 15Hz 振動頻率的協同作用，實現銅（8.96g/cm³）與鋁（2.7g/cm³）的高效分離，純度達 98% 以上。

干法回收技術的創新
瑞科美開發的全流程 “干法” 回收技術通過物理方法實現高效回收，避免了傳統濕法的污染問題。該技術通過智能拆解、極片分離和除雜控制，直接從廢舊電池中提取磷酸鐵鋰粉末，再生后的材料性能與全新電池無異，能耗僅為 1.1 度 / 千克，碳排放 0.7 千克 / 千克，較濕法和火法分別降低 87% 和 71%。

（二）原位修復技術的突破

西南科技大學宋英澤團隊提出的丙三醇重構策略，通過羥基的電子供體作用和螯合特性，實現廢舊磷酸鐵鋰黑粉的直接再生。實驗表明，再生后的材料在 5.0 C 倍率下循環 500 次后，放電容量為 123.2 mA h・g⁻¹，保持率達 93.1%，性能接近商業水平。

三、固態電池回收：下一代技術的挑戰與機遇

固態電池作為下一代電池技術，其回收面臨獨特挑戰，但也孕育著前沿技術突破。

（一）回收難點與技術瓶頸

材料多樣性與結構復雜性
固態電池的電解質分為聚合物、硫化物、氧化物三類。其中，硫化物電解質對水分敏感，需在惰性氣氛下處理；氧化物電解質則需解決與電極材料的分離難題。此外，全固態電池無隔膜設計，極片邊緣易破碎，增加了拆解難度。

高成本與工藝適配
硫化物固態電解質材料成本高達 2 萬元 / 公斤，且電芯制造需超高壓致密化，導致回收成本居高不下。同時，傳統濕法冶金工藝難以直接適配固態電池的材料體系。

（二）前沿技術探索

固態電解質鋰提取技術
耶魯大學和萊斯大學的研究發現，NASICON 型固態電解質膜在鋰提取中表現出極高的選擇性。在電場作用下，鋰離子通過無水跳躍穿越晶格結構，競爭離子（如鈉、鎂）幾乎無法穿透，鋰提取比能量消耗遠低于納濾膜。

熔融鹽萃取技術
針對硫化物固態電池，開發熔融鹽萃取技術（溫度 400℃），可實現鋰的高效分離（Li⁺萃取率＞95%）。該技術通過熔融鹽的高離子傳導性，解決了固態電解質與電極材料的分離難題。

干法回收的擴展應用
瑞科美的干法回收技術可擴展至固態電池，通過物理破碎和篩分，實現電極材料與固態電解質的初步分離，避免化學處理的高污染風險。

四、未來趨勢：綠色技術與產業整合

（一）智能化與數字化升級

AI 視覺分揀技術通過深度學習模型識別電池外觀缺陷，準確率超 99%，分揀速度提升至 300 顆 / 分鐘。數字孿生工廠通過虛擬仿真優化回收流程，工藝參數優化效率提升 40%，試錯成本降低 60%。

（二）綠色技術突破

生物浸出技術
嗜酸菌（如氧化亞鐵硫桿菌）浸出鋰 / 鈷，能耗降低 70%，酸用量減少 50%，中試回收率達 90% 以上。該技術已在低品位銅礦中實現產業化應用，未來有望擴展至電池回收領域。

電熱氯化技術
清華大學鄧兵團隊開發的電熱氯化技術結合閃速焦耳熱和氯化冶金，成本較濕法降低 40%-60%，碳排放減少 20%-40%，適用于多種關鍵金屬的高效回收。

（三）產業生態整合

邦普循環等企業通過全鏈條一體化產業園，實現 “回收 - 冶煉 - 制造” 閉環。例如，宜昌邦普產業園通過 DRT 定向循環技術，將鋰回收率提高到 91%，鎳鈷錳綜合回收率達 99.6%，同時實現正極材料碳減排近 50%。