综述：从废锂离子电池三元正极材料中溶剂萃取分离回收有价金属

《Journal of Environmental Management》：Solvent extraction separation and recovery of valuable metals from ternary cathode materials of spent lithium ion batteries

本综述系统阐述了溶剂萃取（SX）技术在回收废锂离子电池（LIBs）中有价金属（如铜、镍、钴、锰、锂）方面的研究现状。文章详细分析了不同萃取体系（如酸性磷类、羧酸类、胺类）的反应机理及其在工业生产中的优缺点，并对未来绿色高效新工艺的发展方向进行了展望，为废LIBs资源化回收提供了重要参考。

　　

随着便携式电子设备和新能源汽车的广泛应用，锂离子电池（LIBs）的需求持续增长，其废弃量也随之激增。废三元LIBs含有镍（Ni）、钴（Co）、锰（Mn）、锂（Li）等有价金属，其含量远高于原生矿石，具有极高的回收价值。然而，废电池中的重金属、电解液等组分若处理不当，会对生态环境和人类健康构成严重威胁。因此，实现废LIBs中有价金属的高效回收，对于资源节约、环境保护和经济可持续发展均具有重要意义。

湿法冶金（Hydrometallurgy）是目前回收废三元LIBs中价值金属的主要方法之一，其中溶剂萃取（Solvent Extraction, SX）技术扮演着核心角色，逐步取代了能耗高、锂回收率低且会产生有害废气的火法冶金（Pyrometallurgy）工艺。

萃取分离铜

在废三元LIBs正极材料浸出液（LSP）中，除Ni、Co、Mn、Li等主要价值金属外，还含有铜（Cu）等杂质元素。溶剂萃取技术能够高效地从复杂溶液体系中选择性萃取回收铜，其工艺可直接借鉴铜冶炼行业的成熟方法，预计在未来仍将广泛应用。

萃取分离镍和钴

镍和钴的萃取分离是废LIBs回收研究中的重点和难点。典型的回收流程基于多种萃取体系，包括酸性磷类萃取剂（如P204）、羧酸类萃取剂以及胺类萃取剂。此外，协同萃取体系、离子液体（Ionic Liquids）和低共熔溶剂（Deep Eutectic Solvents）等新型萃取介质也被开发用于Ni/Co的分离，旨在提高分离效率和选择性，并降低试剂成本和环境负荷。

萃取分离锂和钠

在成功萃取分离Ni、Co、Mn及杂质元素（如Mg）后，溶液中主要剩余锂（Li）和钠（Na）。溶剂萃取是从高Na/Li比溶液中回收锂的理想方法，可将锂浓度富集至20 g/L以上，满足碳酸锂沉淀的浓度要求。对于沉淀锂后的母液（MLP）中残留的锂，溶剂萃取同样具备回收潜力。

不同萃取体系总结

溶剂萃取是实现废三元LIBs大规模可持续回收价值金属的关键技术。通过系统应用各类萃取体系，可以实现价值元素的高效分离与纯化，获得高纯度产品。该技术弥补了传统火法冶金环境污染重、能耗高等不足，是构建绿色、高效回收新工艺的核心环节。

结论与未来展望

当前，铜的萃取回收技术已较为成熟。对于钙（Ca）、铁（Fe）、铝（Al）等杂质的去除，P204萃取仍是有效方法。镍钴分离技术多样，但开发低成本、高选择性的萃取体系仍是未来重点。锂的萃取回收技术显示出良好前景，有望实现高效回收。未来的研究方向包括降低萃取剂成本、开发新型绿色溶剂（如离子液体、低共熔溶剂）、优化工艺流程以实现更高效、更环保的回收目标，从而推动LIBs产业形成“制造-使用-回收”的可持续闭环。