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王启伟:废旧锂电回收过程中资源循环利用技术及应用

摘要:

2023年7月26-28日,2023新能源正极材料及锂镍钴锰原料产业发展大会在广西钦州天骄国际酒店顺利召开。

由上海钢联电子商务股份有限公司(Mysteel 我的钢铁网)携手中伟新材料股份有限公司联合主办,江苏汇鸿国际集团中鼎控股股份有限公司、中信建投期货有限公司协办的2023新能源正极材料及锂钴锰原料产业发展大会将于2023年7月26-28日在广西钦州天骄国际酒店顺利召开。

27日会上,北京中科康仑环境科技研究院有限公司副总经理王启伟就《废旧锂电回收过程中资源循环利用技术及应用》进行主题演讲。报告从以下四个部分展开。

北京中科康仑环境科技研究院有限公司副总经理王启伟

一、新能源全生命周期产业链

动力电池回收利用是全球关注热点,既是新能源产业可持续发展的末端,也是镍钴锂等战略资源绿色可持续供应的关键,更是应对气候变化、推动绿色发展的战略举措。动力电池的回收既是解决环境污染,也是解决战略资源问题。

动力电池的生命周期包括生产、使用、报废、分解以及再利用,在回收利用环节,资源回收利用企业和材料生产企业更具优势。

据预测,2022年中国动力电池退役规模将达到20.7GWh,其中三元锂电池的退役规模将达到5.7GWh,磷酸铁锂电池的退役规模将达到13.9GWh。到2030年,中国动力电池退役规模预计达到380.3GWh。

二、废旧锂电材料回收过程中的萃取料液除油技术

溶液中的油按油粒大小分为悬浮油、分散油、乳化油和溶解油。由于油粒颗粒小、亲水性强且难以聚结,用去除分散油的方法难以将其去除,所以除油工艺中乳化油和溶解油的去除是重点。而通过ORZ除油器可实现油的深度脱除,结合解吸回收装备实现ORZ材料的可逆吸附,同时解吸液循环,可以实现全过程资源循环,运行成本低;而ORZ深度除油技术的主要优势就是在其不仅突破了传统吸附除油材料难以再生的技术瓶颈,提出了难降解溶解性油类污染物的可逆吸附-深度除油的创新思路,,同时实现了乙醇、水、油等实现资源化回收,且无有价金属损失。

三、废旧锂电材料回收过程中的氨资源循环技术

在萃取生产镍盐和钴盐时,为保证镍钴等金属的萃取效果,需稳定平衡pH,故采用氨水皂化预处理有机相,用NH4+取代H+,就会产生大量的镍钴氨皂萃取废水。在萃取回收镍钴锰过程和沉淀合成三元前驱体过程中,都会引入氨。

而汽提-精馏脱氨技术优势主要体现在三元前驱体行业最大水量设计——3000m3/d的处理量,出水氨氮≤5mg/L,且运行成本低。所有工程的日总处理量约81000吨,不仅资源回收率高,能回收15~28%的高纯浓度氨水,而且脱氨塔内部结构的精密性好,不易堵塞,防堵抗垢、抗冲击能力强,且成本较低。

四、废旧锂电材料回收过程中的新技术

在与动力电池头部企业深入合作的过程中,他们提出新的废水处理需求。废旧动力电池在放电、拆解后,由于正极片上有镍钴锰锂等金属,在回收过程中,需加入酸类进行酸浸,就有产生大量的酸浸料液。料液中除了金属离子还有大量的污染物,其中LiPF6 化学性质活泼,极易发生分解产生氟化氢等有害物质,而在粗制磷酸铁的提纯过程中,也需要去除F和P。

而传统树脂只适用于磷酸根的去除,不适用于有机磷;传统除F树脂在高盐体系竞争吸附导致吸附容量也有限。中科康仑提出了用于动力电池回收过程中含有机磷和含F废水处理的新思路。其中除F工艺流程为:含F废水——调节pH——树脂吸附除F——出水达标,使用新型高选择性FRZ系列除氟材料处理有价金属离子损失率<1%。

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