利用重熔技术回收电池废铝会降低铝的品位武汉废铝合金回收，而这种降品位再生铝的最终沉淀物是铸造铝合金。随着电动汽车的广泛应用，预计高品位铝的需求将会增加，而低品位再生铝的需求则会下降。为了满足未来对高品位铝的需求，需要一种新的铝回收方法。

日本东北大学教授课题组提出了一种利用熔融盐对电池中铝（Al）废料进行提质处理的固态电解（SSE）工艺。SSE生产出的铝纯度与铝合金铸造原铝相当武汉废铝合金回收，达到99.9%。电解实验在500℃下进行，采用熔融的MgCl2-NaCl-KCl-5mol%AlF3和LiCl-KCl-5mol%AlF3作为电解质，以典型铸造合金AC2A和最常见的压铸合金AD12作为阳极。通过扫描电子显微镜（SEM）表征发现，铝溶解后阳极泥层呈现多孔结构；X射线衍射仪技术（XRD）结果表明，阳极泥中典型合金元素以Si和Al2Cu的形式从初始铸造铝合金中分离出来； 电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)结果显示阴极沉积的铝纯度为99.9%，硅、铜和铁在阳极泥中富集。根据阳极泥中的铝渣量和阴极沉积的铝渣量，计算出初始铝合金中95%的铝沉积在阴极上，证明了此方法的有效性。此外，经过SSE升级后的铝铸件或压铸合金获得了更低的Mg含量。10kA电解槽连续工作近一年，阴极积累了，而以后电解槽电解质仅需每年更换一次。为了进一步了解SSE工艺的性能，将其与目前工业上的原铝生产(Hall-Héroult工艺)、净化(三层电解)和回收(重熔)工艺进行了比较。 研究发现，在四种工艺中，唯一能够快速升级铝铸废料的回收工艺是本文提出的SSE工艺。参考Hall-Héroult工艺的实际电解电压，估算工业SSE的实际电解电压约为2.22 V（1.94~2.80 V）。整个SSE工艺（包括废料的熔化、铸造成电极以及SSE工艺后将沉积的铝重熔成锭）的总能耗平均仅为65.4 MJ∙kg−1。电解池的垂直对称设计、低理论电解电压（约0 V）、低电解温度（500 °C）和电解质的高电导率均有助于降低能耗。利用该SSE工艺可以将废铝升级为纯度和质量与原铝相当的铝，并有效防止“死金属”的产生。 此外，采用SSE工艺生产的铝的碳排放量将比生产相同数量的原铝低得多。

图1 固态电解（SSE）过程示意图

本研究提出了一种以熔盐为电解质的新型固态电解（SSE）工艺来升级和回收铝废料。即1吨电解质可电解24吨以上的铝合金，连续运行一年后才需要维护。具有去除杂质能力强、能耗低等技术优势。该方法有可能取代现有的降低铝品位的回收技术，改变电池废料精炼的现状，为铝工业的可持续发展铺平道路。相关研究成果发表在《》。

原文链接：Xin Lu, Zhang, et al. A solid- for scrap., 2022, DOI: 10.1038/-022-04748-4

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