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随着电动汽车的快速发展,产生了大量的废旧锂离子电池,因此需要寻求便宜、高效、安全和生态友好的方法回收废旧动力锂离子电池。使用一种经济高效、安全环保的处理技术,对实现其无害化和资源化具有重大意义。生物淋滤因耗酸量少、处理成本低、浸出率高,安全环保等优点引起了广泛关注。目前利用生物淋滤技术处理废旧锂离子电池主要研究从LiCoO2中回收Li和Co,本文首次研究了1%固液比条件下采用生物淋滤方法回收废旧LiFePO4、LiMn2O4和LiNixCoyMn1-x-yO2中的有价金属Li、Ni、Co和Mn。通过改变实验条件,探究回收废旧动力锂离子电池的最优化条件;对其机理进行分析,为生物淋滤技术的实际应用奠定基础。结果表明Li在硫-氧化硫硫杆菌体系中浸出率最高,这表明Li的溶出是由于生物产生H2SO4,而混合能源底物-混合菌体系中Ni、Co和Mn的浸出率最高,表明这些金属的溶出是Fe2+的还原和酸溶的共同作用。Li的浸出是非接触机理,Ni、Co和Mn的溶出是接触机理。由于调酸后利于细菌的生长,极大提高了生物浸出效率,三元材料中四种金属的平均浸出率都超过95%,其中Co和Ni分别从43.5%、38.3%到96.1%、97.2%。同时,还研究了胞外多聚物(EPS)对于废旧锂离子电池三元正极材料生物淋滤的促进机理。结果表明在2%和4%条件下,加入EPS能极大提高金属的浸出率。其中2%条件下,加入氧化硫硫杆菌的EPS的效果最好,Li、Mn、Co和Ni的浸出率分别为:99.4%、99.9%、99.9%、89.3%。4%条件下,还是氧化硫硫杆菌的EPS的效果最好,与不加EPS相比,四种金属的平均增长率约为100%。由SEM分析可知,EPS包裹着大量微生物粘附于材料表面,促进了微生物对能源底物的吸附摄取,并且提高了微生物对不利生存环境的适应能力,H+、Fe2+和Fe3+的浓度均增加,提高了细菌生长率和金属浸出率。加入氧化硫硫杆菌EPS的生物体系pH值最低,利于嗜酸菌的生长,该体系中产生相对较多的Fe2+,促进目标元素的还原溶出,提高了生物淋滤效能。