鉅大LARGE | 點擊量:1974次 | 2021年03月10日
廢棄的鋰離子電池該如何處理?
廢棄的鋰離子電池中含有大量不可再生且經濟價值高的金屬資源,如鈷、鋰、鎳、銅、鋁等,假如能有效地回收處理廢棄或不合格的鋰離子電池,不僅能減輕廢銼電池對環境的壓力,還可以防止造成鈷、鎳等金屬資源的浪費。
常州今創博凡能源新材料有限公司與高校合作,建立了以江蘇技術師范學院、江蘇省貴金屬深加工技術及其應用重點實驗室為技術支撐的課題組,立項研究從廢鋰離子電池中回收有價金屬,經過3年研發,解決了生產中操作復雜、流程長、有機溶劑對環境造成危害等不利因素,縮短了工藝流程,降低了耗電量,提高了金屬回收率、純度和回收量,形成每年8000噸廢鋰離子電池金屬全封閉清潔回收工藝及其應用成果。
項目屬于固體廢棄物資源化利用應用領域,技術原理是采用濕法冶金技術進行有色金屬的分離和回收,包括浸出、溶液凈化與富集、溶劑萃取等,另外還采用電冶金技術即電積最終獲得單質金屬產品。
技術路線是:首先對廢鋰離子電池進行預處理,包括放電、拆解、粉碎、分選;拆解后的塑料及鐵外殼回收;分選后的電極材料進行堿浸出、酸浸出、除雜后,進行萃取。萃取是關鍵一步,將銅與鈷、鎳分離;銅進入電積槽進行電積出現電積銅產品;經萃取后的鈷、鎳溶液再進行萃取分離,這時經過結晶濃縮,直接得到鈷鹽和鎳鹽;或者經萃取分離的鈷、鎳分別進入電積槽中,得到電積鉆和電積鎳產品。電沉積工序的鉆、銅、鎳回收率達99%,品級分別達到99.98%、99.95%和99.2%~99.9%,硫酸鈷、硫酸鎳產品等都達到相關標準。
本項目在最優化的研究成果前提下,進行規模化、產業化的研發和建設,建成一條年回收量達8000噸的廢鋰離子全封閉清潔生產線,回收得到鈷1500噸、銅1200噸和鎳420噸,總產值超過4億元。將濕法回收重金屬技術進行規模化應用,經了解在國內還未見,在國外也不多見。這項成果對全國廢鋰離子電池金屬資源回收具有一定的指導用途,成功地填補了國內空白;清潔環保,成本低,利潤高,在同類公司中具有較大的競爭優勢。
采用濕法回收工藝,整合、簡化工藝流程,整套工藝能耗低,產品回收率高。浸出工序采用3次回流浸出,提高浸出率至98.7%;高效的銅、鈷萃取劑將銅、鈷萃取分離出來,并富集成高濃度的硫酸銅液、硫酸鈷液,使之滿足電解沉積的工藝要求,提高了回收重金屬的效率。電沉積工序電壓和電流密度降低,節省電耗。整個工藝流程回收率高,是高值化生產工藝。
電積工序中,出現的少量硫酸霧廢氣用集氣罩負壓抽風收集處理,減少了廢氣排放;電積完的貧電積液,其中銅離子含量很低而硫酸濃度提高,作為反萃洗滌液或浸出液循環使用,綜合利用率高。生產過程大都通過泵輸送,各貯槽、循環槽、洗滌槽、萃取箱和電積槽均是封閉的,過程控制嚴密,機械化自動程度較高,減少了跑冒滴漏引起的原輔料損耗,也減少了污染物的無組織排放。
電積工序和萃取工序出現的硫酸霧、鹽酸霧用堿液噴淋吸收處理,去除率高,廢氣排放量少。廢水經處理后達標排放,濾渣、廢渣用來做水泥、磚等建筑材料,固廢處理處置率達到100%,實現污染達標排放。
廢鋰離子電池是危險廢棄物,但從中回收重金屬,最終得到電解鈷、電解銅和電解鎳等高附加值產品,可作為鋰離子電池的生產原料,同時形成規模化的生產線,較好地實現了區域內資源的循環利用。國內也僅處于研究階段,尚未見到規模化生產的報道。
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