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365bet官网产生的废气经净化后排放;各环节产生的重金属废渣、碳

发布时间:2019-07-03 18:18编辑:admin1阅读(

      随着新能源汽车的高速发展,大量动力电池使用后的回收技术成为了研究热点。本文分析了国内外废旧动力电池回收所采用的主要工艺,讨论了放电、破碎、分选、火法、湿法、负极材料处理及二次污染物处理过程中的关键点,提出了一种环保、经济的废旧动力电池回收工艺技术。

      由于化石能源危机和对环境保护要求的提高,近年来新能源汽车和动力电池成为市场的热点。我国新能源汽车生产量在2015~2016年后进入快速增长期,2016年产量51万辆,为2014年7倍,预测2020年产量将达到200万辆;动力电池产量的增长趋势与新能源汽车新增产量趋势相似,预测到2020年需求量达120GWh,是2016年的近5倍。

      预测2020年动力电池需求产值将超过500亿元,废旧动力电池回收产值将超过100亿(如图2所示)。废旧动力电池回收产值持续增长,至2024年将超过300亿,废旧动力电池及回收产业发展前景良好。因此,从资源、环境及材料寿命周期看,发展和完善废旧动力电池回收,能够促进新兴动力电池产业的健康发展。

      一般情况下,废旧动力电池回收工艺由两个工段组合而成(见图3),工段Ⅰ为破碎分选,是将电池破碎解离,使铜、铝等金属以及正负极粉体混合物具备后续分离条件,通常采用重力法、磁力法、静电法等组合物理法;工段Ⅱ为金属提取分离,是根据不同种物料成分特点,采用化学方法对目标物质进行精细有效提取或组分修复,包括湿法、火法、火法湿法联合法等。

      法国Recupyl公司是一家专门从事废电池回收处理的国际化公司,采用物理-纯湿法回收工艺(VALIBAT工艺),如图4所示。

      比利时Umicore公司成立于1989年,集团下属的电子垃圾处理厂是全球最大的废弃物金属及贵金属提取企业,是一家在城市矿产和电池回收方面具有全球影响力的标杆企业。采用的是火法-湿法联合回收工艺(Val’Eas工艺),如图5所示。

      废料经过破碎分选,除去金属碎片,通过酸浸、萃取分离得到各种目标金属盐溶液,然后通过共沉淀制备三元前驱体产品或由氯化钴制备碳酸钴,煅烧后制备四氧化三钴,含锂萃余液则用来制备氢氧化锂产品。

      在旧动力电池回收工艺中,放电、破碎、分选、湿法、火法以及二次污染物治理等是关键环节,下面对这些环节存在的问题及改进进行探讨。

      在不同回收工艺中涉及破碎物料热解、废旧电池直接焙烧和电极材料焙烧等环节均可采用火法处理。因动力电池所含组分复杂,金属与有机物共存,该环节的难点是如何使薄膜、塑料等有机杂质与金属有效分离,或为后续工段进行高值提取创造条件,同时减少有价金属进入渣中影响金属回收率。目前工业应用的高温熔炼法原料适应性强,处理量大,但无法回收Li,炉渣金属含量偏高,且投资高、运营成本高;回转窑焙烧法能耗低,投资省,但薄膜等有机成分易残留,尾气对设备造成损坏。

      作者认为,采用低温热解技术,能够在保护气氛条件下将有机物与粉体材料分离,且低温不影响各金属组分的后续分离提取,锂、铝等物质不会被氧化,不影响金属回收率。

      湿法是正极材料回收处理研究最多的一种方法,通常将粉体材料酸浸(若粉体材料中含有微细铝粒,也可先进行碱浸除铝),将各种有价金属转移到溶液,然后根据不同金属离子性质差异采用沉淀法、萃取法、电沉积法和离子交换法等将各种金属分离。

      作者认为,在整个工艺设计中,可将各环节的有机、有毒废气集中收集燃烧,产生的废气经净化后排放;各环节产生的重金属废渣、碳粉、铁渣等固相废弃物,可高温熔融成玻璃态的一般固废,进行资源化利用。

      通过分析目前工业应用的主要废旧动力电池回收工艺及各环节处理技术优缺点,结合铅酸蓄电池回收、线路板电子垃圾有价金属精细提取、危险废弃物尾气治理、365bet体育平台废水治理、危废渣无害化方面的成熟工艺,经过小试、中试研究,提出了一种新的废旧动力电池回收工艺,如图8所示。