近期，华南理工大学在《湿法冶金》发表《氨浸-离子交换树脂吸附法回收废旧锂电池中钴工艺研究》，系统验证了科海思CH-90螯合树脂在高铵、高盐复杂氨浸体系中，对钴/镍的高选择性吸附、稳定负载、易洗脱等核心优势，为退役三元锂电绿色资源化提供可工业化的技术路径。
本文基于该权威论文数据，从实验设计、树脂性能、作用机制、工程价值四方面，深度解读CH-90如何用硬核实力破解锂电回收“选得准、吸得多、脱得净”三大难题。
一、行业痛点
废旧三元锂电含Co、Ni、Li、Mn等高价值金属，主流回收工艺存在明显短板：
· 酸浸：浸出率高，但强酸性废液易造成二次污染，后续中和成本高;
· 溶剂萃取：分离效果好，但有机溶剂挥发、损耗大，环保与安全压力大;
· 氨浸：绿色、选择性好，但氨配合物体系对树脂选择性要求极高。
研究团队采用氨浸离子交换耦合工艺，既保留氨浸绿色低污染优势，又用离子交换实现高效富集提纯，而CH-90螯合树脂成为全流程的关键核心材料。
二、实验硬核对比
1. 实验设计
原料：废旧三元锂电正极粉(Co 17.51%、Ni 44.47%、Li 9.07%)
浸出体系：5 mol/L氨水+0.7 mol/L NH₄Cl+0.5 mol/L (NH₄)₂SO₃
最优浸出：140 ℃、50 min、固液比20 g/L，Co浸出率88.0%
吸附对象：氨浸液中[Co(NH₃)ᵢ]²⁺、[Ni(NH₃)ᵢ]²⁺配合物
对比树脂：LSC-930、CH-90、D113
核心目标：在高铵、高锂背景下优先吸附钴镍、少吸锂，并获得高纯CoCO₃
2.三大树脂性能PK
研究对3种树脂做静态吸附+结构表征对比，结果一目了然：
关键结论：
· CH-90钴吸附量≈D113的5倍，镍吸附量同样遥遥领先;
· 巨孔结构+高比表面积，离子扩散更快、穿透时间更长、动态处理量更大;
· 亚氨基二乙酸官能团，对二价重金属氨配合物具有专属螯合选择性。
3.CH-90在20 ℃常温即可高效运行
实验考察20–60 ℃对吸附量影响：
· 20 ℃时Co、Ni吸附量达到峰值;
· 温度升高，吸附量呈下降趋势(吸附为放热反应);
工程意义：无需加热、常温运行，节能降本。
三、机制深度解析
论文通过SEM-EDS、FT-IR、XPS三重表征，揭示CH-90的作用本质：
1. 形貌与元素(SEM-EDS)
吸附前：树脂表面光滑、孔道清晰;
吸附后：表面出现明显金属附着物;
EDS：吸附后清晰检出Co、Ni，证明定向负载成功。
2. 化学作用(FT-IR)
3425 cm⁻¹：亚氨基二乙酸的OH伸缩振动;
1599 cm⁻¹：羰基C=O特征峰;
423 cm⁻¹新峰：Co-O键形成，证明钴与树脂官能团配位;
1312 cm⁻¹ C-O峰消失：Na⁺被[Co(NH₃)ᵢ]²⁺交换，完成离子交换与螯合双重作用。
3. 价态与配位(XPS)
出现Co 2p、Ni 2p特征峰，金属以稳定二价形态负载;
N 1s分峰：存在NH₃⁺，证实钴以氨配合物形式被吸附;
机制总结：
[Co(NH₃)ᵢ]²⁺ + 2RNa → R₂[Co(NH₃)ᵢ] + 2Na⁺
CH90通过离子交换+配位螯合双效结合，牢牢“抓住”钴氨配合物。
四、工程化价值：吸得稳、脱得净、产品纯度高
1. 洗脱：近乎完全回收
采用5%盐酸动态洗脱：
· Co洗脱率99%，Ni洗脱率99%;
· H⁺强竞争性破坏氨配合物，金属快速解吸，得到高浓度CoCl₂、NiCl₂溶液;
· 树脂可多次再生复用，运行成本低。
2. 沉淀：高纯碳酸钴
洗脱液经碳酸钠沉淀、陈化、洗涤、干燥，得到淡紫色晶态CoCO₃;
XRD：与标准碳酸钴图谱完全匹配;
SEM：球形/类球形、粒径均匀、无明显团聚;
纯度>97.5%，满足电池级前驱体原料要求。
五、CH-90核心优势总结
1.高选择性： 在高铵、高锂、高盐氨浸体系中，优先螯合Co²⁺、Ni²⁺，对Li⁺吸附极少，实现高效分离。
2.巨孔结构优势：比表面积大、孔容高，动态吸附容量大、抗污染、流速适应性强，适合工业化柱式运行。
3.宽pH耐受：pH 0–14稳定，适配强碱性氨浸液，无需大幅调酸，简化流程、降低药剂成本。
4.易洗脱再生：稀酸即可高效洗脱，洗脱率近100%，树脂寿命长、运行经济性好。
5.学术+工程双验证：《湿法冶金》权威论文数据支撑，同步适配三元前驱体废水、锂电回收浸出液、冶金废液等高盐高铵场景。
该研究证实，氨浸+CH90螯合树脂可构建无强酸、无有机溶剂、低排放、高回收率的锂电回收新工艺：浸出剂、树脂均可循环，固废减量、环境友好;直接产出高纯碳酸钴，缩短产业链、提升附加值;为高选择性分离、有价金属富集、废水深度治理提供通用解决方案。
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