废旧锂电池的综合回收利用.ppt

一、废旧锂电池回收的市场背景 2、锂离子电池消费量： 我国锂离子电池年消费量缺乏权威统计数据。我们估算： 1）移动电话消费：根据国家统计局数据，2011年手机用户98625万户，按每户2块电池计算，大致消费20亿颗锂离子电池；按平均每块30克计算，全年产生6万吨废旧电池。 2）笔记本电脑：2011年笔记本电脑消费量约2500万台（电脑商情网），按每台2个电池组配置，全年约产生1万吨废旧电池。 3）数码相机/摄像机：2011年上半年数码相机/摄像机消费量分别约500万台/32万台（中国电子商会），全年按1000万台/64万台计算，每台2个电池组配置，全年约产生600吨废旧电池。 4）生产的废品：锂离子电芯生产企业废品率通常在1～3%之间，按总产量29.66亿只的2％估算，约6000万颗，按每块20克计算，全年产生1200吨废旧电池。 5)其它：电动车、电动工具等，没有估算数据。 估算结果：近几年我国每年大约将产 生8万吨左右废旧锂电池。 3、锂电池的使用效率现状调查 4、世界各国对废旧电池处理状况 大量废旧电池，带来日益严重的“电池污染”问题。 德国、美国已经立法，开始做到全部收集，分类处理。 日本实行“3R 计划”，变 “大量生产、大量消费、大量废弃”为 “循环、降低、再利用”。 我国2003 年发布《废电池污染防治技术政策》，要求电池生产者对废旧电池的处理负重要责任。 平均含钴12～18 % ,含锂1.2～1.8 % ,含铜8～10 %，含铝4～8 %，壳体合金～30%。 钴在地壳中的丰度仅为0.0018%。我国钴矿储量1000万吨，伴生于硫化镍铜矿中，品位一般不到0.38%。 1）分类：电池种类繁多（如碱锰、镍氢、锂离子电池等等），不同类的电池组成和结构差异很大。将回收的废旧电池按类别进行分选，并按类别分别进行资源化处理。 2）物理分离：将电池各部件（如外壳、电池线路板、电极材料、集流体、隔膜等）进行拆解，以物理分离的方法回收各部件的有价物质。 3）化学分离：将有价元素通过酸、碱溶解转入溶液状态，然后再通过萃取、沉淀等分离等纯化处理进行回收。 衍生工艺： 1、不考虑分类工序。 要求回收废旧电池的种类单一，不需要分类。目前国内相关企业的工艺基本没有考虑分类工序。 特点：精细回收。 2、不考虑拆解工序。 将废旧电池直接整体破碎，所有价元素都通过酸、碱溶解转入溶液状态，然后再通过萃取、沉淀等分离等纯化处理进行分别回收。 特点：简化物理分离过程，其代价则是化学分离过程复杂化。 浸出效率上要求浸出液浓度在2-3mol/L，钴的萃取要求浸出液pH值在4左右。 加氢氧化钠中和多余的硫酸，溶液硫酸钠盐度提高，不能循环利用。 三、废旧锂电池回收与资源化过程的环保问题 1、电解液的无害化处理 拆解过程中电解液有机溶剂挥发气氛的捕集与无害化处理。 电解质水洗液的无害化处理：P和F通过石灰水形成磷酸钙和氟化钙沉淀。 2、水系统的和谐性 浸出和萃取、反萃水系统的循环利用； 洗水（过滤用洗涤水和电解液洗水）的循环利用； 在循环过程中实现锂离子的富集，使锂的回收在经济 上可行。 浸出液中钴、镍、锰不分离，直接用于制备三元正极 材料，大幅度缩短化学分离的工艺流程。 3、废渣处理 塑料外壳、线路板、隔膜：直接外销。 壳体合金、铜、铝：熔锭后外销，也可直接外销。 浸出渣（负极碳粉和部分含钴的正极粉）的处理：热处理脱碳后返回浸出。 磷酸钙和氟化钙渣：脱水后送附近水泥厂消化处理。 通过工艺优化可以大幅度降低锂电池资源化过程的“三废”排放，实现清洁化生产。 四、经济可行性分析 以年处理废旧锂离子电池2000吨，项目总投资6000万元进行可行性分析。 2、效益分析 1）年销售收入：14814万元，销售税金及附加按5％计算为 740.7万元。 2）年利润= 年销售收入－年总成本=6105.8万元 3）年税后利润＝年利润－年税金－年所得税=4023.8万元 4）年利税总额＝年利润＋年税金＋年所得税=8187.8万元 1）成本利润率=年利润÷总成本=70.11% 2）投资利润率=年利润÷总投资=101.76% 3）投资利税率=