廢舊電池回收

背景介紹

? ? ? ?在現(xiàn)代社會中，電池已成為我們?nèi)粘Ｉ畈豢煞指畹囊徊糠郑瑥墓I(yè)領域、電動汽車到智能手表、筆記本電腦、玩具，電池的應用范圍越來越廣。由于電池的低維護性、通用性、低成本等特點，全球電池消費的增長預計將持續(xù)。近十年來，鋰離子電池是當今便攜式設備的主要電源，其應用目標正從小型信息技術移動設備轉(zhuǎn)向大型電動汽車和能源存儲系統(tǒng)。中國已成為世界上最大的鋰電池生產(chǎn)、消費和出口國。截至2017 年底，中國新能源汽車保有量已經(jīng)超過170 萬輛。新能源汽車的核心是動力電池，按照不同的使用場景，電池的壽命在3~5 a，因此，未來將有大量動力電池報廢。2019 年中國動力電池產(chǎn)量預估為100.2GWh，而回收量約14.1 GWh，對應生產(chǎn)60萬t，回收8.31萬t。未回收的電池最終會流入廢物流，產(chǎn)生大量的廢舊電池。廢電池外殼的磨損和腐蝕會導致電池內(nèi)具有腐蝕性的電解質(zhì)以及重金屬等物質(zhì)泄漏，它們的毒性、豐富性和持久性以及重金屬的富集作用會對生態(tài)環(huán)境和人體造成極大的危害。

電池回收技術

? ? ? ?動力電池回收方式有兩種：即梯次利用和拆解回收，磷酸鐵鋰適合先梯次利用再拆解回收，三元電池適合直接拆解回收。在1C 倍率下正常放電時，磷酸鐵鋰電池的容量衰減速度遠遠小于三元電池，當電池容量衰減到80%后，從汽車上退役下來的磷酸鐵鋰電池仍有較多循環(huán)次數(shù)，因此具備較高梯次利用價值。而三元電池的原材料中含有高價值的金屬元素，其拆解回收價值遠遠高于磷酸鐵鋰電池。

? ? ? ?梯級利用是動力電池回收的主流方向，但目前技術掣肘，尚以試點項目為主。

? ? ? ?梯次利用由于其存在20%~80％能夠用作其他領域的可用容量，所以相較于直接拆解經(jīng)濟效益更大，是未來電池回收利用的主流方向。但目前梯次利用存在流程較長、關鍵技術待突破、技術規(guī)范不足、行業(yè)標準缺失、安全性及穩(wěn)定性難以保障等問題，導致經(jīng)濟價值尚未體現(xiàn)。

電池回收工藝

物理回收技術:

? ? ? ?將廢舊動力電池內(nèi)部成分如電極活性物質(zhì)、集流體和電池外殼等組分經(jīng)過破碎、過篩、磁選分離、精細粉碎和分類等一系列手段得到有價值產(chǎn)物然后再進行下一步回收的過程。核心工藝為粉碎篩選后進行材料修復是比較純粹的物理過程。

濕法回收技術:

? ? ? ?將廢舊電池拆解預處理后溶于酸堿溶液中萃取出部分有價值金屬元素再經(jīng)過離子交換法和電沉積等手段提取出剩余有價值金屬。濕法核心工藝是對電極粉加入化學試劑浸出和提取。

火法回收技術:

? ? ? ?剝?nèi)ル姵赝鈿㈦姵貎?nèi)芯與焦炭、石灰石混合經(jīng)還原焙燒得到金屬鋰、鈷、鎳、鋁等組合成碳合金；電解質(zhì)中的氟、磷等被固化在爐渣中可用于建筑材料或混凝土的添加劑。然后進行深加工處理，整個過程在高溫下完成。火法核心工藝是高溫熱解從而得到金屬氧化物。

廢舊電池解決對策

? ? ? ?針對電池料中錳的去除，與原有電解二氧化錳工藝相結(jié)合，通過電解產(chǎn)生氧自由基及氧氣，氧化二價錳，生成二氧化錳。此種方法雖比以往能耗高，但其效率高，其產(chǎn)生的電解二氧化錳也可作為一種高附加值的產(chǎn)品銷售，與之前純度較低的產(chǎn)品相比仍有不少優(yōu)勢。

? ? ? ?對于含有機物造成COD 值較高的廢水，采用蘭炭吸附與芬頓氧化的方法進行去除廢水中有機物。減少復雜的污水處理流程，在不使用生物池的條件下，能大量、高效地處理廢水，使廢水達到進入MVR 蒸發(fā)系統(tǒng)的標準。

? ? ? ?采用MVR 對進行有機物去除后的硫酸鈉溶液進行蒸發(fā)，蒸發(fā)結(jié)晶出的硫酸鈉經(jīng)干燥裝置干燥后得到無水硫酸鈉產(chǎn)品鹽，可進行銷售產(chǎn)生經(jīng)濟價值。