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在电池回收过程中，碳酸锂（Li₂CO₃）的有效处理需结合环保与资源高效利用原则，主要通过以下步骤实现：

1. 预处理阶段

- 拆解与破碎：

电池经机械拆解去除外壳、电解液等杂质，破碎成粉末状，便于后续处理。

- 焙烧去杂：

通过高温焙烧（通常300-600℃）去除有机物、粘结剂等，减少后续浸出干扰。

2. 浸出与分离

- 酸浸或碱浸：

- 酸浸法：用硫酸（H₂SO₄）或盐酸（HCl）溶解正极材料中的锂，生成可溶性锂盐（如Li₂SO₄）。

- 碱浸法：利用NaOH或Na₂CO₃溶液选择性浸出锂，减少其他金属离子的干扰。

- 固液分离：

通过过滤或离心去除残渣，得到含锂溶液。

3. 碳酸锂的纯化与沉淀

- 调节pH值：

向浸出液中加入碳酸钠（Na₂CO₃）或碳酸铵（(NH₄)₂CO₃），在弱碱性条件下（pH≈10-11）生成碳酸锂沉淀：

2Li⁺ + CO₃²⁻ → Li₂CO₃↓

- 洗涤与干燥：

沉淀经多次水洗去除杂质离子（如Na⁺、SO₄²⁻），干燥后得到高纯度碳酸锂（纯度可达99%以上）。

4. 深度提纯与再利用

- 重结晶：

将粗制碳酸锂溶解于酸中，再次沉淀提纯，适用于高纯度需求场景。

- 直接回用：

回收的碳酸锂可直接用于生产电池正极材料（如LiFePO₄、三元材料），或加工为其他锂化合物（如LiOH）。

5. 环保与安全措施

- 废水处理：

浸出和洗涤废水需中和、沉淀去除重金属离子（如Ni、Co），达到排放标准。

- 废气处理：

焙烧或酸浸过程中产生的酸性气体（如SO₂、HCl）需通过碱液吸收。

- 固废管理：

残渣（如铝箔、石墨）分类回收，无法利用的部分按危险废物处理。

技术创新方向

- 生物浸出法：利用微生物（如真菌、细菌）选择性浸出锂，降低能耗与污染。

- 膜分离技术：通过离子交换膜或纳滤膜高效分离锂与其他金属。

- 火法-湿法联合工艺：高温熔炼去除杂质后再浸出，提高回收率。

总结

有效处理碳酸锂需综合运用物理、化学方法，从拆解到纯化形成闭环，同时注重环保与成本控制。随着技术进步，未来回收工艺将更高效、低碳，助力锂电池产业链的可持续发展。

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