生物吸附是指用生物質(zhì)對(duì)金屬離子進(jìn)行被動(dòng)吸附或者配合的技術(shù) 。也就是指利用具體特性的生物質(zhì) (活的 、死的或者衍生物)的配體和金屬離子之間發(fā)生離子交換 、配合、協(xié)同和鰲合等作用。
生物吸附劑多數(shù)來源于 、、藻類和自然物的廢棄物。生物吸附過程受許多因素影響 , 如生物吸附劑類型、被吸附的金屬離子類型、pH值 、溫度、競(jìng)爭(zhēng)離子及固液比等, 其中影響的是 pH值、反應(yīng)溫度和競(jìng)爭(zhēng)離子的數(shù)量和類型。
1、溶液 pH值 :吸附溶液 pH值被認(rèn)為是影響吸附過程中重要的因素 。 pH值會(huì)影響吸附劑結(jié)合位點(diǎn)的暴露程度。大量實(shí)驗(yàn)研究得出 pH值對(duì)鋰電池的影響與重金屬不同, 大部分重金屬的吸附 pH值比較高 (3.0 ～ 7.0), 如鉛和銅吸附 pH均為 5.0,鎘、鋅和鎳 pH均為 5.5。而鋰電池吸附 pH一般較低 (1.0 ～ 3.0),如鉑 pH為 1.6, 鈀pH為 1.8。
2、反應(yīng)溫度 :反應(yīng)溫度通常影響溶液中鋰電池離子的穩(wěn)定性, 離子與吸附劑配合和細(xì)胞壁化學(xué)成分離子化的穩(wěn)定性。
3、 競(jìng)爭(zhēng)離子 :生物吸附方法回收鋰電池應(yīng)用于工業(yè)上復(fù)雜的一個(gè)問題就是其它競(jìng)爭(zhēng)離子的存在。其他競(jìng)爭(zhēng)離子可能會(huì)與主要金屬離子競(jìng)爭(zhēng)吸附位點(diǎn), 或者降低吸附劑的特性。
回收方法：
濕法回收：利用化學(xué)試劑對(duì)電極材料中的金屬進(jìn)行選擇性地溶解，再分離浸出液體中的金屬元素。該技術(shù)具有回收率高、產(chǎn)品純度較高、能耗較低的優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用范圍廣的回收技術(shù)。
火法回收：通過高溫手段將廢舊電池中的雜質(zhì)去除，終提取出含有金屬及其化合物的細(xì)粉狀材料。該技術(shù)操作工藝簡(jiǎn)單，效率比較高，適應(yīng)于處理大量或者結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的電池。
生物回收：利用微生物等的代謝過程將廢舊電池中的金屬元素選擇性浸出，實(shí)現(xiàn)提取高值金屬元素的目的。該技術(shù)對(duì)環(huán)境友好，但是目前仍處于研發(fā)階段，技術(shù)尚不成熟。
工藝選擇決定加工成本差異
濕法回收：需使用化學(xué)試劑溶解金屬，加工成本較高。例如，磷酸鐵鋰電池濕法回收單噸加工費(fèi)約 1.13 萬元，三元電池達(dá) 1.44 萬元。
干法回收：高溫處理工藝簡(jiǎn)單，但能耗高且污染大。磷酸鐵鋰電池干法加工費(fèi)約 0.59 萬元 / 噸，三元電池為 0.6 萬元 / 噸。
生物法：雖環(huán)保但技術(shù)不成熟，成本遠(yuǎn)超工業(yè)應(yīng)用水平。
磷酸鐵鋰電池（LFP）
濕法回收：總成本約 2.93 萬元 / 噸（電池包 1.8 萬 + 加工費(fèi) 1.13 萬）。
干法回收：總成本約 2.39 萬元 / 噸（電池包 1.8 萬 + 加工費(fèi) 0.59 萬）。
經(jīng)濟(jì)性痛點(diǎn)：鋰含量?jī)H 2%，傳統(tǒng)回收利潤(rùn)微薄（如單噸利潤(rùn)不足 500 元），需依賴技術(shù)突破（如全組分回收）提升效益。