综述：基于熔盐电解的二次资源关键金属绿色回收技术

（编辑推荐）本综述系统阐述了熔盐电解（MSE）技术在合金废料、废电池、冶金固废及核废料等二次资源中回收关键金属的应用进展。相较于传统火法/湿法冶金，MSE以电子为还原剂，具有高效、低碳、选择性强的优势，尤其适用于难熔金属（如Ti、W）和放射性元素（如U、Zr）的绿色回收，为构建循环经济提供关键技术支撑。

　　

熔盐电解：开启关键金属绿色回收的新纪元

Abstract

随着工业技术快速发展，金属废弃物产量激增与高纯度材料需求间的矛盾日益突出。熔盐电解（MSE）作为一种革命性技术，通过电子直接还原金属离子，避免了传统火法冶金的碳基还原剂消耗和湿法冶金的酸性废水问题，在关键金属回收领域展现出独特优势。

Introduction

全球关键金属（如Li、Co、稀土）需求预计2030年将较2010年翻倍。这些"工业维生素"支撑着新能源、人工智能等战略产业，但原生矿开采面临资源枯竭。MSE凭借其宽电化学窗口（>3V）和高离子电导率（10^-1-10⁰ S/cm），可高效分解TiO₂、SiO₂等难熔氧化物，同时避免水溶液电解中氢析出的干扰。

Recovery of critical metals in spent alloys

以WC-Co硬质合金为例，采用NaCl-KCl熔盐体系在800°C下可实现钴的选择性溶出，阴极电流效率达92%。通过调控Cl^-/O^2-比例，可抑制阳极钝化现象，这对镍基高温合金回收尤为重要。

Recycling of critical metals in waste batteries

针对2030年预计累积的1100万吨锂离子电池（LIB）废弃物，MSE在LiCoO₂正极材料处理中展现突破：Li⁺在LiCl-KCl熔盐中沉积效率达99.2%，而传统酸浸法仅能回收85%的钴。

Recycling of critical metals in smelting solid waste

冶金赤泥中的钪（Sc）通过CaCl₂-NaCl熔盐电解，在阴极形成Sc-Al合金相，回收率较湿法提高40%。该技术同步解决了赤泥中砷（As）的固化难题。

Radioactive nuclear waste recycling based on MSE

乏核燃料（SNF）中的铀在LiF-BeF₂熔盐中可实现99.9%的电化学还原，半衰期缩短3个数量级。Zr-4包壳材料的直接电解转化技术使放射性废物体积减少90%。

Future Development Trends

前沿研究聚焦硼酸盐熔盐体系开发，其较低的液相温度（<500°C）可显著降低能耗。智能电极材料的应用将进一步提升Mn/Fe等变价金属的选择性分离效率。

Conclusions

MSE技术通过"电子冶金"新范式，将二次资源转化为高纯金属的同时，实现CO₂减排60%以上。随着熔盐化学数据库的完善和模块化电解槽的推广，该技术有望在2030年前实现万吨级工业化应用。