摘要：在碳达峰碳中和战略驱动下,废旧三元锂电池回收已成为实现资源循环与减排目标的关键环节.传统回收工艺(如火法冶金工艺、湿法冶金工艺)存在能耗高、流程长、产品附加值低等瓶颈,推动回收模式从"金属回收"向"材料再生"的高值化转型势在必行.近年来,基于浸出液转化为正极材料前驱体的高值化技术路径发展迅速,但研究相对分散,缺乏系统性梳理与评估.为此,论述了废旧三元锂电池的预处理、金属浸出及浸出液净化技术进展,重点分析了共沉淀法、喷雾热解法和溶胶-凝胶法三类基于有价金属浸出液的高值化利用路径,阐释其原理、优势及产业化挑战,并从原料适应性、回收效率、工程放大及材料性能等方面进行综合比较.最后,针对当前存在的工艺稳定性、经济性与规模化难题,展望了智能调控、低碳短流程、装备创新及材料性能提升的未来发展方向,为推动废旧锂电池高值化回收的产业化应用提供参考.

摘要：随着新能源汽车产业的快速发展,锂离子动力电池逐步进入规模化退役阶段,其高效回收利用对于保障国家战略资源安全、防控环境污染、推动循环经济发展具有重要意义.当前,我国废旧动力电池回收利用行业体系尚不完善,回收、运输、预处理及材料再生等全流程呈现"散、乱、弱"的特征,与高效回收和规范处置的体系要求存在较大差距.通过对废电池回收服务网点建设与运营、回收利用项目审批与建设进展、行业规范条件申报等数据进行统计分析,并结合实地调研,对行业综合利用技术与环境保护水平进行了系统评估,识别了当前行业面临的主要问题,并深入分析其产生原因.研究结果表明,当前行业主要问题集中在回收体系运行效率低、综合利用产能过剩、利用技术水平不高、环境与安全风险突出等方面,导致正规企业面临运营成本高、原料保障难、盈利能力弱等挑战,严重制约了行业的健康发展.为此,提出应通过强化政策制度保障、规范回收与利用管理、推动关键技术研发、促进产业协同发展、加大监督管理力度等举措,切实推动行业规范化、高质量发展.

摘要：随着风电和光伏等可再生能源的迅速发展,特别是大规模风电场的建设,退役风机组件数量逐年上升,废弃风机叶片的回收处理已成为全球性挑战.风机叶片主要由玻璃纤维、碳纤维、树脂和芯材等复合材料构成,资源化价值高,但分离回收技术难度大,容易造成二次污染.通过系统分析废弃风机叶片的产生特性,对未来废弃量的演变趋势进行了定量预测,并从技术、经济和环境多维度综合比较现有回收处理技术,展望其发展前景.研究显示,按照风机叶片20～25年的报废周期,预计到2050年,全球废弃叶片数量将从2025年的约20万t增长至260万～600万t,我国的废弃量将达到90万～190万t.在材料回收方面,玻璃纤维主要采用焚烧、水泥窑协同处理和机械物理回收;碳纤维则倾向于热解和化学回收等高值化方法.资源化技术中,热处理回收工艺相对成熟,已实现工业化应用,但经济效益偏低,且二次污染控制难度大;化学分离回收技术效率高、价值大,但工艺复杂、运行成本高,尚未实现工业化推广.

摘要：随着光伏与半导体产业的持续扩张,高纯硅需求不断攀升,而硅片切割、工业硅冶炼及组件退役过程中产生的大量废硅资源则亟待高效回收与再利用.综合分析了光伏切割废料(SCW)、冶炼副产渣(MGSRS)及退役光伏组件(EoL-PV)的组成特征及杂质分布规律,系统综述了其在冶金级硅、光伏级硅、电子级硅、硅化物、有机硅化工及功能化硅材料等方面的研究进展.重点讨论了酸浸、熔渣精炼、真空精炼、区熔、等离子体处理、微波强化及电子束熔炼等技术的作用机理、工艺要点与应用效果.前人研究表明,废硅在降低能耗与碳排放、减少固废堆存和替代原生硅方面展现出显著优势,但仍存在成分波动、深度提纯难度大及产业化体系不完善等问题.未来研究应聚焦杂质去除与相变机理,构建多工艺协同及多废协同的集成流程,并推动标准规范与政策体系的建立,以实现废硅资源化利用的规模化、绿色化与高值化发展.

摘要：废旧印刷线路板(WPCBs)与废汽车催化剂(SACs)共熔炼技术,通过利用废旧印刷线路板中的铜资源,实现铜对金、银及铂族金属(PGMs)等关键战略金属的高效捕集与回收,开创了"以废制废"的循环利用新路径,为两类危险废物的资源化处理提供了有力支持.然而,该过程中有机污染物的迁移与转化机理尚需深入研究.基于前期确定的共熔炼优化条件(熔炼温度为1 400 ℃、保温时间4 h、捕集剂配比(质量分数)25％、碱度1.0),系统分析了废线路板与废汽车催化剂共熔炼过程中有机物的组分特征,深入探讨了污染物的生成途径与转化机理,并对其毒性进行综合评价.结果表明,共熔炼过程产生的液相组分主要为苯及苯酚同系物,其中苯含量约为35.77％,苯酚约为37.26％;气相成分主要为H2、芳香烃、CO、CH4和CO2等小分子物质;体系中PGMs可降低有机物分解活化能;液相和气相组分中毒性危害最显著的5类物质依次为4-苯基苯酚、双酚A、苯酚、萘及对甲苯酚.研究揭示了共熔炼过程污染物的生成与分解机制,为该技术的污染控制提供了参考.

摘要：锂矿冶炼渣是当前火法-湿法提锂主流工艺中产生的主要大宗固体副产物.围绕其高效资源化与高值化利用的技术研究,对降低我国锂资源对外依存度、保障新能源产业链安全稳定运行、推动绿色低碳发展至关重要.目前,相关研究已采用火法-湿法联用、碱焙烧等多种技术,以增强锂的浸出动力学,并实现铷、铯、铝等伴生战略金属的协同回收.同时,锂矿冶炼渣在制备高性能三元地聚合物、水泥及分子筛等高附加值材料方面也展现出潜力,但仍存在锂回收率不高、战略金属回收率低、产品附加值有限及相关标准体系不健全等关键瓶颈问题.为此,系统分析了锂冶炼渣的化学组成、赋存形态等关键物化特性,综述了锂、铷、铯等有价金属的浸出、选择性吸附及电化学回收等主流回收技术,并总结了其在制备三元地聚合物、水泥等高附加值产品的研究进展与存在的问题.进一步提出以源头减量-过程低碳-末端高值为核心的可持续技术路径,着重从快速活化、多组分选择性分离及全流程系统集成等技术与机理方面,为锂矿冶炼渣的绿色循环利用和高值化技术开发提供借鉴.

摘要：近年来,钠离子电池因其低成本、高安全性以及良好的低温性能而备受关注,其中普鲁士蓝正极材料因具备较高的能量密度而极具发展潜力.然而,目前全球范围内尚无普鲁士蓝正极材料生产废水的有价资源循环利用及零排放处理技术.在验证传统处理技术处理效果差的基础上,提出"靶向沉淀-多膜协同-定向循环"复合新工艺,实现了该废水中有价资源绿色低碳循环利用及零排放处理.首先CaCl2与Na2SO4、Na3C6H5O7发生复分解反应,随后Na2CO3与Ca3(C6H5O7)2发生反应,实现Na3C6H5O7的高纯度回收,最后通过2次膜过滤实现了 Na4Fe(CN)6在普鲁士蓝正极材料生产过程的循环利用.实验结果表明,第一次复分解反应中CaCl2最佳投加量为21 mg/mL;第二次复分解反应的最佳工艺条件为Na2CO3与Ca3(C6H5O7)2摩尔比为3.0、Na2CO3溶液质量分数为25％、pH为10.5、反应温度为75℃、反应时间为30～40 min.在此优化条件下,Na3C6H5O7的回收率高达99.6％,Na4Fe(CN)6可直接回用于普鲁士蓝正极材料生产过程.研究结果可为钠离子电池普鲁士蓝正极材料生产废水的循环利用及零排放处理提供基础数据和方法参考.

摘要：随着退役锂离子电池数量的快速增加,亟需一种可持续、经济高效且具备工业化潜力的正极材料回收工艺.现有湿法技术往往依赖大量酸和外加还原/氧化剂,不仅成本高昂,还会带来环境负担.针对废旧磷酸铁锂(S-LFP)与废旧锰酸锂(S-LMO)混合体系,提出了一种基于内在协同氧化还原机理的零添加剂回收策略.在微酸性条件下(耗酸量仅为常规方法的1/2),磷酸铁锂(LFP)中的Fe2+被有效浸出,该溶液中Fe2+在酸性环境中作为电子供体,进一步驱动锰酸锂中Mn3+向Mn2+转化,从而实现锰和锂的高效浸出(在20 ℃、反应40 min条件下锰和锂的浸出率均接近100％).同时,铁元素选择性转化为难溶的磷酸铁(FPO)沉淀,实现固液分离.该沉淀可直接作为前驱体合成再生磷酸铁锂(R-LFP),所得材料显示出135.0 mA·h/g的放电比容量和经过200圈循环后99.4％的容量保持率.系统阐明了废旧电极材料之间的自促进氧化还原反应机理,实现了铁、锰、锂和磷的全元素闭环回收,为绿色、高效的锂离子电池回收提供了新的理论依据与工艺路径.

摘要：纤维增强复合材料(Fiber-Reinforced Polymers,FRPs)由增强纤维与树脂基体复合而成,具有轻质、高强度、耐腐蚀、高力学性能等优异性能.随着FRPs在风电叶片(Wind Turbine Blades,WTBs)、风机壳体、光伏支架、新能源汽车配件、电池储能箱等新能源产业的大规模应用,大量FRPs退役的回收处置问题日益突出.由于退役FRPs的状态复杂、热固性树脂难分离以及回收体系尚不完善,如何高效、绿色回收FRPs,避免环境污染并实现资源循环利用,已成为亟待解决的关键问题.聚焦新能源领域FRPs的循环利用,系统梳理了其全流程回收技术,重点归纳了机械回收、热解回收(高温热解、流化床热解和微波辅助热解)和化学回收(化学溶胀和超临界流体法)3类主流工艺的技术创新,并讨论了纤维修复及界面改性等关键技术的发展现状与趋势,分析了再生纤维高值化利用和回收副产物的利用路径.最后,指出全链条技术集成、标准化体系建设与数字化智能管控是未来发展趋势,为攻关FRPs再生利用瓶颈并推动构建涵盖预处理、再生加工至高值应用的循环链生态体系提供了有益参考.

摘要：退役磷酸铁锂电池黑粉中有价元素的回收是当下重要的研究方向之一,其回收工艺以湿法为主.湿法浸出的有价金属浸出液中通常含有铜、铝、氟等杂质离子,有价金属产品转化前的溶液净化必不可少,特别是铝离子.高效除铝过程中最大程度地避免锂的物理吸附损失和化学共沉淀损失是研究焦点.中和沉淀法是除铝常用方法,但沉铝渣中存在不可忽视的锂吸附量;冰晶石除铝法适用于酸性环境,除铝产物结晶度高,锂吸附损失少,但用于含锂溶液时易生成含锂冰晶石,造成相当量的锂共沉淀损失.本研究旨在通过湿法工艺实现钠锂冰晶石(Na1.5Li1.5AlF6)中锂的回收,解决冰晶石除铝的分离难题.提出了在NaF溶液中Na1.5Li1.5AlF6向Na3AlF6和LiF转化的方法,进一步针对Na3AlF6与LiF固体混合物的分离,提出利用Na+的同离子效应,在含Na2SO4的H2SO4介质中选择性溶解LiF的方法.数据表明,当NaF浓度为45 g/L、转化温度为70℃、液固比为15 mL/g、时间为3 h时,Na1.5Li1.5AlF6能完全转化为Na3AlF6与LiF;当初始H2SO4溶液浓度为90 g/L、H2SO4溶液中Na+浓度≥8 g/L、溶解温度为20～30℃、液固比为15 mL/g、时间为1 h时,Na3AlF6未溶解,而LiF完全溶解.通过转化-分离两步法,实现了 Na1.5Li1.5AlF6中铝在Na3AlF6固相富集和锂向液相迁移的分离目标.为含锂冰晶石中Li的有效回收提供了解决思路.

摘要：全球光伏产业快速发展推动了退役光伏组件回收成为资源循环与环境保护的关键环节.预计到2030年,全球累计退役光伏组件报废量将达800万吨.退役光伏组件中富含硅、银、铜等高价值资源,但其中的重金属及有机物若处理不当,会导致严重的环境污染.分选技术作为退役光伏组件回收的关键预处理环节,目前主要包括传统物理分选与智能分选两类.传统物理分选(如高压静电分选、涡流分选、磁选、重力分选)虽然能够实现基础的物料分离,但对于细微物理性质差异的物料分选精度有限,主要应用于细小物料(2～20 mm)分离,且依赖人工调节.智能分选技术通过机器视觉、深度学习算法及精准定位系统,实现了基于物料本质特征的高精度识别,扩展了分选物料的尺寸范围,突破了传统技术对单一物理属性的依赖.研究表明,智能分选与传统方法的协同应用可显著提升回收效率,并有效降低二次污染风险.当前的技术瓶颈在于传统方法适用范围有限,以及智能技术存在的数据积累不足与成本较高等问题.未来,应通过传统技术的智能化升级和智能系统的模块化设计,结合政策支持与标准化体系建设,推动分选技术向高效化和精准化方向发展,为退役光伏组件的绿色回收与资源高值化利用提供技术支撑.

摘要：为了确保锂离子电池系统的安全性、可靠性和持久性,准确估计电池的健康状态(State of Health,SOH)至关重要.SOH作为一个内部状态量,难以通过传感器直接测量,往往需要通过间接方式进行估计.SOH估计的准确性在很大程度上依赖于健康特征的提取质量,当前SOH估计研究面临电池内部复杂的电化学衰退机制难以直接观测,且单一特征往往无法全面捕捉电池老化过程的挑战.首先阐明了 SOH与电池容量衰减、内阻增长的宏观联系,并追溯其活性物质损失(LAM)和活性锂损失(LLI)等微观电化学衰减机制,确立了理想健康特征应具备明确物理意义的评价基准.在此基础上,总结了当前主流的特征提取技术,主要包括基于电压电流曲线、微分曲线、脉冲功率特性、电化学阻抗和多物理场的特征提取,并对这5种特征提取技术进行了归纳与评述.此外,系统梳理了 NASA、CALCE、Oxford等多个国际公认的锂电池公开数据集,为相关算法的开发与验证提供了基准.最后,针对单一特征难以在复杂多变的工况下实现鲁棒性、高精度SOH估计的现状,提出未来发展趋势的三个关键方向:(1)建立标准化的评估协议,实现客观的算法比较;(2)融合多物理场特征(电、热、机械等),创建更全面、更稳健的健康指标;(3)将物理模型与数据驱动方法相结合(如物理信息神经网络),提高模型可解释性、数据效率和泛化能力.

摘要：随着新能源汽车产业的快速发展,退役锂离子电池数量急剧增加,石墨作为负极核心材料,其高效回收与高值化再利用已成为实现锂离子电池产业可持续发展的关键环节.系统综述了废旧锂离子电池石墨负极的修复再生与功能化利用方面的研究进展.在修复再生方面,重点介绍了中低温石墨化、表面处理及快速热处理等技术,通过去除杂质、修复结构缺陷和优化表面形貌,恢复石墨电化学性能,使其可重新用于锂离子电池负极.在功能化利用方面,废旧石墨被转化为催化材料、吸附材料和储能材料等高附加值产品,应用于电催化、污染物降解及超级电容器等领域,显著提升了废旧石墨资源的高值利用率和经济效益.尽管现有修复再生和功能化利用技术已取得显著进展,但仍面临过程能耗高、工艺流程长等挑战.未来应推动智能化、通用化回收技术的发展,构建闭环与非闭环协同的回收体系,以实现废旧石墨的高效、绿色、高值化再利用.

摘要：在全球能源转型与"双碳"目标推动下,锂电固废循环利用对保障资源供给安全与降低环境污染风险意义重大.加压技术凭借其改变热力学平衡、强化动力学过程以及反应效率高等优势,近年来在相关领域受到广泛关注.系统综述了加压技术在锂电固废循环利用中的研究进展,尤其关注其在有价金属提取、材料再生制备及失效材料修复等方面的应用.具体来说,在有价金属提取方面,加压酸浸、氨浸及氧化浸出等技术受到关注,显著提升了锂、钴、镍等有价金属的回收效率;在材料再生制备方面,加压技术(水热法)可用于从净化后的浸出液中合成锂离子电池正极材料及其他高附加值功能材料;而在失效材料修复方面,加压技术则主要用于失效正极材料的补锂修复,以恢复其电化学性能.此外,针对加压过程原位表征难度大、相关表征技术缺失的现状,总结了原位同步辐射、拉曼光谱等先进表征技术在加压过程原位表征方面的研究进展.当前,加压过程存在热力学数据匮乏、机理认知不足,表征技术缺乏以及设备成本高等问题,未来应着重开展基础理论研究,完善热力学数据库,建立健全多维、多尺度原位表征方法体系,并耦合清洁能源,研发低成本设备.基于加压技术的创新突破,有望推动锂电固废循环利用领域低碳高效发展.

摘要：随着锂离子电池在电动汽车和储能领域的广泛应用,退役电池规模化回收需求日益迫切.然而,目前关于不同回收路径的产生特征尚缺乏系统深入的分析,且回收过程中产生的废水、废气及固废对生态环境的潜在影响尚未被定量评估.聚焦于废旧钴酸锂电池和镍钴锰酸锂电池的回收工艺,系统梳理了 2种电池的回收流程及其废弃物产生路径,结合综合环境影响评价、生命周期评价及经济性分析,量化了各工艺的环境和经济效应.产废路径分析表明,2种电池回收过程中废水的重金属离子和化学需氧量是主要污染物,主要缘于二者均采用湿法处理工艺.综合环境影响评价结果显示,废旧钴酸锂电池的回收环境影响低于废旧镍钴锰酸锂电池;生命周期评价结果与环境影响评价一致,且指出海洋生态毒性是2种电池总体环境影响中最显著的因素,分别占钴酸锂电池和镍钴锰酸锂电池总环境影响的93.8％和86.3％.进一步生命周期评价显示,在钴酸锂和镍钴锰酸锂电池的回收过程中,过氧化氢和煤油分别对总环境影响贡献最大,比例分别为78.3％和59.9％,凸显关键物料对环境负担的重要作用;经济性分析表明,钴酸锂电池的环保投资占比相对较高,说明其末端治理压力较小;而镍钴锰酸锂电池的总运营成本较高,反映其金属成分复杂且分离难度较大.敏感性分析结果显示,过氧化氢和煤油对环境影响最为显著,敏感系数分别为3.91％和3.79％.综合各项评价可见,钴酸锂电池回收在环境友好性方面更具优势,而镍钴锰酸锂电池在回收资源价值上更具潜力.

摘要：随着不锈钢和特种钢需求的持续增长,高碳铬铁渣作为高碳铬铁冶炼的副产物,其产量逐年上升,其中含有的Cr2O3对生态环境及人类健康构成了潜在威胁.分析了高碳铬铁渣的化学成分及矿相特性,并综述了其在建筑材料(如水泥、混凝土、轻骨料)和功能材料(如陶瓷、微晶玻璃、耐火材料)等领域的国内外最新研究进展.研究表明,高碳铬铁渣具备较高的硬度和稳定的晶体结构,适用于制备高性能的绿色建材和功能材料,但目前在工业应用中的案例仍然较少.未来应进一步研究高碳铬铁渣与其他工业固废(如高炉渣、钢渣、钛渣等)的协同处置机制,以及降低铬元素浸出风险的途径.同时,需要进一步发展干法余热回收与二次金属回收的工艺,以推动能源与资源的高效利用.建立产品与环境影响的长期评价体系及相应的标准规范,以促进高碳铬铁渣的综合利用朝向低能耗、高附加值和绿色化的方向发展.

摘要：厌氧消化是目前实现城市污泥减量化和资源化的重要途径之一.然而传统厌氧消化受氢气/甲酸扩散的限制,代谢容易受阻,最终导致厌氧消化体系酸化崩溃.直接种间电子传递(Direct Interspecies Electron Transfer,DIET)被证实能够有效地避免上述问题并提高厌氧消化的效能.研究表明,添加少量丙三醇可富集电活性微生物,促进DIET.然而添加外源丙三醇会增加运行成本.本实验结合碱预处理与酵母发酵,实现城市污泥自产丙三醇促进DIET,为城市污泥高效厌氧产甲烷提供技术支持.研究结果显示:(1)碱预处理的最佳周期为10 h,城市污泥中溶解性糖的含量提高了 43.4％;酵母的最佳接种量为10％,最佳发酵周期为9h,丙三醇浓度占城市污泥总化学需氧量(COD)的2.43％;(2)相比于对照组,酵母发酵组和碱预处理联合酵母发酵组的甲烷产量分别提高了 11.8％和15.4％,挥发性固体(VS)去除率几乎相同(约45％),有机质转化效率分别提高了 5.80％和9.30％;(3)相比于对照组,酵母发酵组和碱预处理联合酵母发酵组污泥的放电电子转移系数(Electron Transfer Coefficient,ETC)提高了 11.1％和 16.8％,充电 ETC 提高了 11.1％和17.3％;(4)微生物群落分析发现,碱预处理联合酵母发酵组相比于对照组富集了可能参与DIET 的 Methanothrix soehngenii GP6 和 Fastidiosipila sanguinis.

摘要：对芦竹和红杉木进行热重等理化性质分析和水平固定床反应器快速热解实验,探究生物质原料在不同热解温度、热解时间及生物质颗粒粒径下的快速热解三态产物产率变化规律.为了快速且精确地获得不同反应条件下三态产物产率分布,基于神经网络原理,结合其他文献中不同种类生物质快速热解的三态产率数据,建立了不同种类生物质在不同反应条件下热解产物产率分布的预测模型.模型的输入特征为生物质特性(挥发分V、固定碳FC)以及热解条件(热解温度T、热解时间t以及颗粒粒径D),输出特征为三态产物产率.测试集与预测数据吻合良好,测试集三态产物平均回归系数R2为0.97.该模型的预测结果与数据集之外实验结果相比,误差仅为5.31％,表明该模型对热解产物产率预测的可行性和可靠性.

摘要：为快速预测含油污泥热解后残渣含油率的变化规律,指导含油污泥热解工艺参数优化,选取热解终温,热解时间,升温速率,氮气流量,含油污泥的含油率、含水率和含渣率作为输入变量,热解残渣含油率作为输出变量,采用梯度提升决策树(GBDT)、极端梯度提升(XGB)、支持向量机(SVM)及随机森林(RF)算法分别建立了含油污泥热解残渣含油率的预测模型.通过228组数据进行训练和测试,结果表明,GBDT、XGB、SVM以及RF 4种含油率预测模型在测试集上的决定系数R2分别为0.871 6、0.866 7、0.835 6和0.917 1.经过贝叶斯优化算法(BOA)超参优化后,该4种含油率预测模型的测试集决定系数R2分别提升至0.901 2、0.900 1、0.896 5和0.920 4.其中,贝叶斯优化的随机森林(BO-RF)模型预测效果更佳,能更准确地预测含油污泥热解残渣含油率的动态变化规律.