一、技术分析
本项目建设具有投资少便于分布设点回收处理废锂电池,低温脱除氟化氢和大部碳酸脂类电解液溶剂,无尘、水和废气排放。
主要技术路线
1.将彻底放电后的废锂电池模块或单体首先在负压抽气的条件下,经过撕碎机破碎成20-30mm的大片碎块;
2.将废锂电池破碎的大片碎块封闭传送至真空加热/水化脱液罐内,通过升温60-80度加热、喷淋雾化水、均匀搅拌和抽取真空,有毒气体不能外漏;
3.抽出的电解液热分解和水分解后有毒气体直接送入碱水喷淋塔,并经过反复喷淋吸收溶解的气体,其有毒成分溶解并沉淀于碱液中变为无毒溶液和固体;
4.经过碱液反复喷淋吸收后的气体仅剩下空气,再通过活性炭吸附过滤纯净的排放到室外,由于真空罐的密封好,气体处理总量很少,脱毒后排放空气也很少。
5.将彻底脱液后的废锂电池大片碎块送入细化破碎机,再经过气流分离、磁选分离和比重分离工艺,最后分离出电池外壳碎片、隔膜碎片、铜铝箔碎粒和正负极片涂粉(黑粉),生产线全部环节无有害水、气和粉尘排放。
该套技术装备其整体水平达到国内领先,主要体现在以下方面:
废动力锂电池处理生产线的关键技术通过真空脱液脱毒,实现了废锂电回收的无害化;回收处理生产线无废气和废水排放;系统装备性价比高,便于分散布局,减少废锂电池运输危险和污染。
二、应用范围及目前应用状态
该套固体危废处理技术装备主要用于国内普及应用的电动汽车、电动自行车退役报废的动力电池处理与回收,适用于各类废锂电池的回收处理。
建设项目达到的技术指标
1.废锂电池脱液、破碎分离产能达到1500公斤/小时,年处理废锂电池的能力:10000吨;
2.各产生粉尘部件均配置粉尘吸附集中管道,确保全套系统无粉尘泄漏,环境粉尘密度小于10毫克/立方米;
3.分离率指标:外壳碎片纯净率大于93%,隔膜纯净率大于95%,铜铝粉末纯净率大于92%,黑粉纯净率大于92%。
三、前景及经济社会效益分析
根据中国汽车流通协会数据显示,截止2019年底,全国新能源汽车保有量约380万辆。根据《中国新能源汽车大数据分析报告(2019)》预计,到2020年,我国退役电池累计约为25GWh(约20万吨),直接报废量约6万吨,2022年退役电池累计达到35万吨。报废后的锂电池,如处理处置不当,其所含的六氟磷酸锂、碳酸酯类有机溶剂在湿热空气中分解、气化产生有毒气体。而另一方面,废锂电池中的钴、锂、铜、金属外壳、镍片,含锂化合物和塑料隔膜等均是宝贵资源,具有极高的回收价值。
2020年4月山东理工大学与山东王晁煤电集团共同成立产业转型技术研究中心,研究开发废动力电池无害化、资源化和产业化回收处理生产线,直接面向产业化开发。投资800万元,2020年11月完成4000吨废锂电池无害化回收处理中试生产线建设。
10000吨废锂电池处理生产线,比直接破碎相比减少或消除了氟化氢与五氟化磷气体的排放;同比浸出萃取工艺可消除液体排放,同比高温回转炉脱去有机物工艺相比可减少废气排放。
10000吨废锂电池无害化回收处理生产线直接经济效益估算:三元软包式锂离子电池,没有金属外壳,其中有色金属含量约30%(铜约15%、铝约8%,镍约2%),镍钴锰酸锂及石墨粉含量约59%,塑料隔膜约2%,电解液约15%。
锂电池回收处理生产线的效益与处理的电池种类有关,若处理金属外壳三元废锂电池,利税能降低20%;若处理磷酸铁锂废锂电池,利税能降低70%。综合考虑,每套10000吨废锂电池处理生产线投资按2000万元计算,根据处理的锂电池种类不同,投资回收期为1-2年。 |