【34页】废旧锂电循环利用项目投资立项申报书.doc源文档全文在线看

电池含有约的镍的钴及的轻稀土金属 镍镉电池含有约的镍的钴及的镉。

用户已超过亿户。

由于锂离子电池的使 用寿命般为年，以部手机配块电池计算，现有手机电池就超过亿 块同时考虑到国内大量淘汰的笔记本电脑随身电子产品所用锂离子电池，每 年仅废旧锂离子电池的产出量就超过万。

如果再考虑失效的镍镉和镍氢电池 以及历年的累积和生产废品，我国二失效次电池的总量极为惊人。

而锂离子电池 含有约的的和的，其所含的钴几乎是我国矿产钴平 均含量的倍。

以再生铝为例，其能耗仅为原铝生产 能耗的，再生铜的能耗也仅为原生铜生产能耗的。

废旧锂离子电池的钴金 属含量高达，是我国伴生矿产钴含量的倍以上，其资源循环不仅可 以节约大量的镍钴矿产资源，而且可以大幅度降低能源消耗，保护生态环境。

没有任何种新工艺新设备能像资源循环利用这样，在节约资源减少能耗和 改善环境方面取得如此明显的效果。

因此，早期工业化国家正是基于资源能耗 环境等方面的考虑，早已经初步构建了有色金属的资源循环体系。

业为例， 每生产原生有色金属，平均需要开采矿石，而利用再生有色金属，能源 节约，生产成本降低。

含有约的的和的，其所含的钴几乎是我国矿产钴平 均含量的倍。

此外，镍氢效的镍镉和镍氢电池 以及历年的累积和生产废品，我国二失效次电池的总量极为惊人。

记本电脑随身电子产品所用锂离子电池，每 年仅废旧锂离子电池的产出量就超过万。

如果再考虑失由于锂离子电池的使大国，也是锂离子电池最大 消费国。

截至年底，我国手机用户已超过亿户。

部分内容简介业可持续发 展的有效途径。

部分内容简介业可持续发 展的有效途径。

目前我国已成为全球最大的手机通讯大国，也是锂离子电池最大 消费国。

截至年底，我国手机用户已超过亿户。

由于锂离子电池的使 用寿命般为年，以部手机配块电池计算，现有手机电池就超过亿 块同时考虑到国内大量淘汰的笔记本电脑随身电子产品所用锂离子电池，每 年仅废旧锂离子电池的产出量就超过万。

如果再考虑失效的镍镉和镍氢电池 以及历年的累积和生产废品，我国二失效次电池的总量极为惊人。

而锂离子电池 含有约的的和的，其所含的钴几乎是我国矿产钴平 均含量的倍。

此外，镍氢电池含有约的镍的钴及的轻稀土金属 镍镉电池含有约的镍的钴及的镉。

正如前述，仅年用于小型二 次电池生产的钴约镍约万，而这相当于万钴土矿的开采量或 我国年的自给矿产钴的产量以及我国的镍产量。

显然，失效二次电池的回 收利用相当于座大型有色金属矿山的开发，如按年月日上海金属 交易所的金属价格镍万元吨钴万元吨计算，则失效二次电 池中镍钴价值高达亿元。

传统的经济增长方式已不能满足国民经济的可持续发展要求，而废旧锂离子 电池的资源循环利用项目建设，可望为我国紧缺金属二次资源的循环利用提 供范例。

目前，有色金属工业的主要增长方式是靠扩大采选冶企业的规模，其 矿石能源和水资源消耗也相应增加，大大提高了对大气水资源等环境保护难度， 如年我国有色金属工业产生了万固体废物，历年堆存的固体废物已高达亿。

传统的镍钴冶金工业也不例外。

显然，传统的生产增长方式已越 来越难以满足国民经济的可持续发展要求，必须开辟新的经济发展模式。

然而，资源循环可以大幅度降低金属生产的能源。

以有色金属工业为例， 每生产原生有色金属，平均需要开采矿石，而利用再生有色金属，能源 节约，生产成本降低。

以再生铝为例，其能耗仅为原铝生产 能耗的，再生铜的能耗也仅为原生铜生产能耗的。

废旧锂离子电池的钴金 属含量高达，是我国伴生矿产钴含量的倍以上，其资源循环不仅可 以节约大量的镍钴矿产资源，而且可以大幅度降低能源消耗，保护生态环境。

没有任何种新工艺新设备能像资源循环利用这样，在节约资源减少能耗和 改善环境方面取得如此明显的效果。

因此，早期工业化国家正是基于资源能耗 环境等方面的考虑，早已经初步构建了有色金属的资源循环体系。

但除铝铜及 铅的资源循环有较大进展外，目前我国尚未建立其它有色金属，特别是我国紧缺 金属二次资源的资源化循环利用体系，其原因在于缺乏能满足处理二次资源物 料处理时经济性生态性高效性综合性等基本要求的支撑技术。

综上所述，以废旧锂离子电池为对象进行资源化循环利用研究，并建设座年处理 吨的废旧锂离子电池及其相关废料的示范基地对于缓解我国紧缺的镍钴金属资源促 进锂离子电池工业的可持续发展以及相关有色金属循环的支撑技术开发都具有重要意义。

该领域国内外技术现状专利等情况分析包括知识产权状况， 国内外技术发展趋势 国内外发展现状及技术水平与国外同类产品相比较 自世纪年代以来，西方国家开始立法加强废旧电池的管理回收与处理，至年月当时的美国总统克林顿签署含汞电池和可充电电池管理法 令止，主要发达国家已建立了较完善的废旧电池管理体系。

国内废旧电池的管 理工作尚属于起步阶段，目前废旧镉镍氢镍及锂离子电池的主要去向是城乡生 活垃圾场，不但浪费了大量的有价金属资源，而且严重污染环境。

对于普通干电 池镍镉电池的处理，日本韩国德国瑞典等曾采用火法冶金或真空蒸馏法 建立了废旧干电池镍镉电池的处理工厂，但由于废旧干电池无汞化使得日韩 等建立的年处理吨干电池工厂经济效益急剧下降，而德国等采用蒸馏法处 理镍镉电池的工厂则将除镉后的残渣熔炼成镍铁，供给不锈钢厂。

国内的中南大 学曾于年与北京冶炼厂合作建成了干电池处理湿法冶金车间，但因故停产。

下面着重对锂离子电池的循环利用技术进行归纳总结。

日本是锂离子电池的诞生地和最大的生产国之，也是对废旧锂离子电池的 资源利用研究最多的国家之，但却未见有废旧锂离子电池处理工厂的报 道。

等提出了萃取法分离回收锂离子电池中的新工艺，其 主要工序包括破碎用机械将锂离子电池破碎后，除去外层的塑料 皮和金属外壳，并电芯上拆下正极材料主要由少量有机聚合物和 石墨分构成浸取工艺。

等还研究了种不同的浸取剂 盐酸羟胺在不同条件下的浸取动力学。

很明显，随着浸取萃取 出来当时，锂开始慢慢被萃入有机相。

实验结果还表明相似的 值条件下，系统中，的分离因子，表示两相中 的分配系数比系统高出个数量级。

通过分析之，经过萃取 后的水溶液中，的浓度已经很低，只有而经过萃取后，的浓度约为。

因此，相对于，是种性能更优越 的萃取剂。

钴的回收萃取后的有机相经过萃取剂回收后，水溶液中的 的浓度比较高，可以通过电解法回收，也可以通过调节溶液值，将溶 液中的以沉淀的形式沉积出来。

锂的回收。

在时的饱 和溶解度的锂钴氧化物，品位为以上，回 收率为以上。

其工艺流程如图所示。

浮选法的工艺流程相对比较简单， 投资成本比较低，可以实现活性材料中箔箔和石墨粉末的有 效分离，锂钴氧化物的回收率可达以上但是所获得产品为没有活性 的，需要进行进步的处理。

图废锂离子电池粉碎分选浮选工艺流程图 韩国也是锂离子电池生产大国，由于资源缺乏，对废旧锂离子电池的资源利 用极为重视，并提出了热解柠檬酸胶凝胶法处理废旧锂离子电池直接制备 锂离子电池材料的新工艺，但该法的试剂成本高钴回收率不高。

柠檬酸溶胶凝胶法工艺如图所示。

首先将废旧锂离子电池破碎筛分 浮选工艺后，获得纯度大于的废旧正极材料以硝酸作为浸取剂， 将转移成离子态除杂后加入柠檬酸等调节混合物的配比，经过蒸发 干燥做成凝胶，最后在高温下加热焙烧即可获得具有活性的电池正极材料锂 钴氧。

该工艺流程具有以下特点通过煤油浮选工艺，获得比较纯的废旧 ，减少后期处理的杂质干扰。

用柠檬酸溶胶凝胶法直接合成正极材 料，简化了流程，且产品经济价值高。

可以根据产品需要，向浸出液中适当添加金属镍，来制备目前比较常见的。

该工艺过程使用的柠 檬酸用量较大，而且柠檬酸价格较贵，这必然导致整个工艺过程的成本提高， 从而限制该工艺在实际生产中的应用。

图柠檬酸法直接合成钴酸锂正极材料工艺 意大利等国学者对废旧锂离子电池的资源利用也进行了大量研究，部分进了 扩大型试验，但均未见生产应用报道。

澳大利亚的奥斯麦特有限公司曾采用催化转化炉对废旧锂离子电池镍氢电 池及计算机线路板进行了熔炼，其扩大试验规模为，并连续运行数 天。

由于熔炼温度高达，废旧电池及线路板的所有物制都被燃烧，烟 气中无二恶堙产生，且镍钴的金属回收率高，其缺点在于投资高运行成本 高，但国内已引进多台奥斯麦特炉，分别用于铜铅和锡冶炼。

等采用氮甲基吡咯烷酮浸除粘 结剂，使金属和箔片锂钴氧化物和石墨粉末混合物解离，然后过滤分 离出金属和箔片以及锂钴氧化物和石墨粉末混合物并在条件下用 的将锂钴氧化物和石墨粉末混合物浸取后过滤，除出石墨粉末， 从而获得了较纯净的氯化钴溶液采用调节该溶液的值，可获得沉淀。

该法的可以循环使用和的金属箔片不进入溶液，简 化了净化流程参见图。

等提出了种从废旧锂离子电池中回收的简单工艺，但目前 仍停留在实验室阶段，且只实现了金属钴的回收，而未考虑到锂的回收问 题。

则提出了用电解分离法使经过前期处理的电池正极活性材料锂钴氧 和石墨混合物分离的方法，其总反应方程式可以用下式来表示  通过电解，固相中的三价钴被还原为二价钴锂转化成为氢氧化锂，并从 固相转移到液相，实现了两重金属分离