黑龍江鶴崗市煤電化循環(huán)產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi),一座現(xiàn)代化的廢舊鋰電池回收處理工廠即將投入運(yùn)行。該項(xiàng)目采用物理破碎與濕法冶金相結(jié)合的工藝路線,可高效回收鋰電池中的多種有價(jià)金屬。目前粉碎生產(chǎn)線調(diào)試已完成,核心設(shè)備陸續(xù)到位,為試生產(chǎn)做最后準(zhǔn)備。
廢舊鋰電池經(jīng)過放電處理后,首先進(jìn)入自動化拆解線。外殼鋁合金和銅鎳極耳通過磁選、渦電流分選實(shí)現(xiàn)金屬分類回收。拆解后的電芯模塊進(jìn)入密閉粉碎系統(tǒng),在氮?dú)獗Wo(hù)環(huán)境下進(jìn)行多級破碎。破碎物料經(jīng)振動篩分后,銅鋁箔與正負(fù)極活性物質(zhì)實(shí)現(xiàn)高效分離。銅鋁箔的回收率可達(dá)98%以上,可直接作為再生原料用于新電池生產(chǎn)。
正負(fù)極材料處理采用獨(dú)特的浸出工藝。鈷酸鋰正極材料通過酸浸、萃取等工序,最終產(chǎn)出電池級鈷鎳復(fù)合粉。這種粉體金屬含量超過99.5%,可直接用于正極材料再生產(chǎn)。石墨負(fù)極經(jīng)提純處理后,石墨回收率保持在95%以上。項(xiàng)目特別改進(jìn)了鋰元素的回收裝置,采用多級沉淀工藝,使鋰回收率提升至85%以上。
在濕法冶金環(huán)節(jié),該項(xiàng)目創(chuàng)新采用模塊化設(shè)計(jì)。浸出槽、萃取塔等關(guān)鍵設(shè)備采用316L不銹鋼材質(zhì),內(nèi)襯特氟龍涂層,有效抵抗強(qiáng)酸腐蝕。電解工序使用鈦基陽極和銅陰極,確保金屬電積過程穩(wěn)定高效。溶液凈化系統(tǒng)配備特種樹脂吸附柱,可深度去除雜質(zhì)離子,提高金屬產(chǎn)品純度。
廢水處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全流程閉環(huán)運(yùn)行。含重金屬廢水經(jīng)硫化沉淀、中和處理后,水質(zhì)達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。廢氣處理采用二級堿液噴淋與活性炭吸附組合工藝,確保揮發(fā)性有機(jī)物達(dá)標(biāo)排放。固體危廢交由專業(yè)資質(zhì)單位處置,整個(gè)生產(chǎn)過程符合環(huán)保要求。
項(xiàng)目二期規(guī)劃建設(shè)正極材料前驅(qū)體生產(chǎn)線。利用一期回收的金屬原料,生產(chǎn)鎳鈷錳氫氧化物等電池材料。這條產(chǎn)線將采用連續(xù)共沉淀技術(shù),反應(yīng)釜采用哈氏合金材質(zhì),可精確控制晶體生長過程。干燥工序選用噴霧干燥塔,產(chǎn)出粉末具有均勻的粒徑分布。
廠區(qū)內(nèi)配套建設(shè)了完善的檢測實(shí)驗(yàn)室。配備ICP光譜儀、X射線衍射儀等精密儀器,對回收金屬成分進(jìn)行嚴(yán)格分析。質(zhì)檢人員定期取樣檢測,確保每批次產(chǎn)品符合電池材料標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)室還開展工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn),持續(xù)提升金屬回收率和產(chǎn)品品質(zhì)。
該項(xiàng)目建成后,將形成從廢舊電池回收到正極材料再制造的完整閉環(huán)。與傳統(tǒng)的采礦冶煉相比,這種循環(huán)利用模式可減少70%以上的能源消耗。金屬資源的循環(huán)利用,有助于緩解我國鋰、鈷等戰(zhàn)略金屬的對外依存度。
鶴崗市依托原有的煤電產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),正在打造新能源材料產(chǎn)業(yè)集群。當(dāng)?shù)卣?guī)劃建設(shè)專業(yè)化的動力電池回收園區(qū),吸引更多產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)入駐。配套的危廢處理中心、集中供熱等基礎(chǔ)設(shè)施正加緊建設(shè),為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供支撐。
隨著新能源汽車保有量持續(xù)增長,動力電池退役高峰即將到來。這個(gè)項(xiàng)目的投產(chǎn)運(yùn)行,為東北地區(qū)廢舊電池規(guī)范化回收處理提供了示范。項(xiàng)目采用的技術(shù)路線和裝備水平,代表了當(dāng)前動力電池回收領(lǐng)域的先進(jìn)水平。未來隨著產(chǎn)能釋放,將為新能源汽車產(chǎn)業(yè)提供穩(wěn)定的再生金屬原料。