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废锂电池资源再生技术及污染控制方法

2019-08-21 14:29:26 小威环境(北京)科技有限公司 阅读

一、废锂电池现状

就实际情况而言,回收利用废弃锂电池的企业很少,由于一般企业的经营规模都比较小,再加上生产设备以及生产技术都比较落后,因此,企业的产生只是出于摸索阶段,并没有实际投入生产,也就谈不上对废弃类电池的处理。如今我国最常用到的处理废弃的锂电池的方法是将废弃的锂电池和其他一些固体废弃物进行混合,然后将其焚烧,这样一来对环境造成了极为严重的污染。目前,随着锂电池行业的不断发展,国内一些专家提出了新的废弃锂电池处理的方法。

二、处理方法

2.1使用机械将废弃锂电池剪碎,然后用振动、分选的方法将废弃的锂电池进行分类,进行分类后选出正负极材料、电极活性材料、石墨以及电极活性材料等,并且将电极材料置于具有500摄氏度的马弗炉中予以热处理,然后再使用浮选的方法,将锂、钴氧化物分选出来回收利用。

2.2用H2SO4+H2O酸浸出电极材料,同时还用N9O2来萃取铜,借助NaOH溶液对铝进行沉淀,接着再使用使其完全沉淀,并且生成镍钴锰碳酸盐。通过实验总结出镍、钴、锰的浸出率分别为98%、97%和96%,总而言之,镍、钴和锰的回收率都高于5%,具有较高的回收价值以及回收效果。

2.3通过使用不同的萃取方法,有价萃取分离废旧的钴酸锂离子电池,在此过程中,首先需要使用酸溶浸出的方法分离出正极材料中的金属离子,然后将杂志用P2O4萃取去除,分别除去杂志中的Fe3+,Al3+,Ca2+,Cu2+,以及Mg2+离子,但是在水里仍然存在Li2+与Co2+离子,接着就需要使用P0来将这两中离子去除,同时还得使用HCl溶液反萃取有机富钴中的CoCl2,通过使用两级反萃取的方法可以实现对离子的完全分离,使锂离子留在水中。使用Na2CO3沉淀锂离子能够得到Li2CO3。

总而言之,我国大量生产锂电池,并且对锂电池的消耗量也比较大,尽管人们对锂电池的回收较为关注,但是对于锂电池进行回收利用以及资源再生方面并没有给予足够的重视。如今,对于锂电池的处理方式通常是与其他普通垃圾一起处理。同时,人们对锂电池的回收方式并不了解,使得回收过后的锂电池无法得到有效的应用。


三、废锂电池资源再生过程中污染物分析及控制

3.1 电解液污染排放控制

       电解锂电池的电解液挥发性较强,并且具有较高的腐蚀性、毒性并且易燃易爆。电解质的成分主要有六氟磷酸锂(LiPF6),可以和水以及酸发生反应,从而产生HF等毒性气体以及有毒物质,产生氟污染;通常情况下,电解质溶液中是EC+DMC以及PC+DEC等混合溶剂,这些成分都属于易燃易爆物质,在释放出去以后就会形成有机物质。氟化物可以和NaOH发生反应,从而产生NaF。因此在去除氟污染时通常使用NaOH溶液。随着手工拆解,会使电解液挥发出去,对于收集造成很大的不便,因此开展该项工作就显得比较困难。

3.2 酸消耗与剩余酸控制

       通过对H2SO4+H2O进行计算,发现在酸体系之下,在废锂电池中浸出锂、钴实验中酸的剩余量以及消耗量,能通过控制实验中浸出酸量,来有效降低酸的排放,在此实验过程中,对酸剩余量以及消耗量的计算方法是借助中和滴定的方法来完成的,通过将不同的硫酸浓度作为考察依据,来对浸出酸的最佳量进行计算


针对废锂电池的处理,小威环境自主研发了废旧动力锂电池回收再利用处理线:


此工艺可从废旧锂离子电池中分离出铜、铝、正负极粉、铁、隔膜纸。具体工艺实施方案为:废旧锂离子电池先用撕碎机将电池撕碎,再以环齿辊破碎机将电池进行二次破碎后经焚烧炉焚烧、振动筛选后获得铜铝铁等混合物料、正负极粉等;再经磁选机去除混合物料中的铁磁性物质;剩余混合物料经过三次破碎机将材料进一步粉碎,使正负极粉完全脱离于集流体,送入复频筛,联合袋式除尘器、比重风选、风化技术可将正极粉,铜粒、铝粒分离开来。隔膜纸在焚烧炉中被燃尽,电解液挥发后进入二次氧化塔被分解,最后被喷淋塔吸收。

在整个锂电池回收过程中产生的有机废气和粉尘等污染,利用智联脉冲除尘+高温热解+二次氧化+自由基催化+化学吸收的工艺,最终可将粉尘去除、有机废气进行分解,通过化学吸收设备进行净化最终达标排放。

该工艺以公司自主研发的威云智能互联云系统为核心,实现整个系统智能、高效、节能、环保的运行。生产线操作简单,一条线一班两人即可。该系统可实现无人上料,智能分选,收料,打包等手段,设置电器检测,智能报警,智能超负荷预警及保护,巡航复检、粉尘,VOCs气体在线监测装置,通过数据采集进行分析,反馈至终端系统进行智能巡航操控及降尘、VOCs的达标去除。

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工艺特点

1. 回收工艺安全可靠、投资成本低、外观整洁大方、占地面积小,设备维护成本低。

2. 分离效果好,回收效率高,铜铝铁回收率95%以上,正负极粉回收率达97%

3. 环境友好,污染物零排放,主要是噪音污染、粉尘污染,以及有机废气污染可以得到很好的控制,基本达到零排放标准。

4. 设备运营成本低,电耗少。

5. 处理范围广泛,任意型号的电池都可进行分选。

6. 威云智能互联控制系统,无人化操作,大大降低人工成本。

7. 处理量大,工艺灵活多变,可根据客户需求进行定制。满足不同客户对工艺的需求。


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