鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:3634次 | 2022年09月01日
簡(jiǎn)述當(dāng)前廢舊電池鋰提取技術(shù)介紹
4月17日,由中國(guó)電池聯(lián)盟、中國(guó)電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)電池專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)高科技產(chǎn)業(yè)化研究會(huì)、清華大學(xué)、北京理工大學(xué)主辦的“第七屆汽車動(dòng)力蓄電池回收再生暨二次電池回收與再生技術(shù)研討會(huì)”在北京隆重召開,江西贛鋒循環(huán)科技有限公司總經(jīng)理謝紹忠在會(huì)上做了題為《廢舊電池鋰提取技術(shù)介紹》的演講。以下為演講全文。
(以下內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)文字實(shí)錄,未經(jīng)發(fā)言人本人審閱,僅供參考)
我給大家介紹一下廢舊電池鋰提取技術(shù)。主要是幾個(gè)部分,一個(gè)是廢舊金屬鋰提取的意義,還有鋰提取技術(shù)的簡(jiǎn)介,還有贛鋒在廢舊電池鋰工作的匯報(bào)。第一塊是環(huán)保和安全,大家都能理解,就是說(shuō)廢舊電池對(duì)于環(huán)境會(huì)造成一定的污染,包括重金屬,我們主要是說(shuō)鈷和鎳。有機(jī)溶劑的話主要是電解液中的有機(jī)溶劑,對(duì)水體和土壤造成的有機(jī)污染,有害氣體是含氟的氣體,像氟化氫,另外是廢舊鋰電池本身是存在高壓,直流電等爆炸的風(fēng)險(xiǎn)等等。
第二點(diǎn)是新能源動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)爆發(fā),我們都知道,現(xiàn)在發(fā)展得非常快,這個(gè)鋰原料的資源瓶頸,剛剛高總也講了碳酸鋰的價(jià)格從2015年年底開始漲幅比較大,最高成交達(dá)到了18萬(wàn),這是碳酸鋰的漲幅曲線。
這主要是下游的碳酸鋰的需求,包括新能源汽車,還有數(shù)碼的消費(fèi)品和儲(chǔ)能市場(chǎng),以及工業(yè)用的碳酸鋰。2018-2019年全球需求28.05萬(wàn)噸和34.73萬(wàn)噸,這個(gè)數(shù)字比較保守,到2020年的話,碳酸鋰的當(dāng)量需求是大概49萬(wàn)噸。
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廢舊電池回收的社會(huì)價(jià)格大家比較熟悉,剛才高總也講到了鈷這一塊的回收資源主要是國(guó)外,特別是非洲剛果金這一塊,這個(gè)不詳細(xì)說(shuō)了,鋰在中國(guó)是這樣的情況,目前我們包括,無(wú)論是贛鋒還是天齊主要的鋰資源是澳大利亞,以鋰輝石為主,目前的用量的話基本上是以國(guó)外為主,國(guó)內(nèi)有一些鹽湖確實(shí)也像青海、西藏的鹽湖,但是資源稟賦差一些,特別是自然的限制,開發(fā)難度比較大,鎂鋰比比較高,從開始的一千,兩千噸,到現(xiàn)在的六七千噸,相對(duì)碳酸鋰的比例來(lái)說(shuō),不是很多,現(xiàn)在基本上五萬(wàn)噸,未來(lái)有擴(kuò)散到十萬(wàn)噸的能力,這個(gè)鹽湖提取鋰還是有一定的局限性。這個(gè)金屬的回收經(jīng)濟(jì)性角度來(lái)說(shuō),這是一個(gè)引用的白皮書的內(nèi)容,這個(gè)內(nèi)容就是說(shuō)2020年中國(guó)電池的回收拆解梯級(jí)利用的總體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了66.8億元,2020年達(dá)到了131億,這個(gè)數(shù)字比較保守,還有一個(gè)是2020年達(dá)到三百億,可能現(xiàn)在考慮到了梯次利用的計(jì)算方式吧。
然后鋰的話,這一塊統(tǒng)計(jì)出來(lái)是到2020年的回收鋰金屬達(dá)到1.05萬(wàn)噸,到2025年的話,會(huì)達(dá)到5萬(wàn)噸市場(chǎng)規(guī)模,這個(gè)市場(chǎng)的規(guī)模達(dá)到70個(gè)億,然后鋰提取技術(shù)這一塊的話,目前我們說(shuō),因?yàn)閲?guó)內(nèi)的鋰提取技術(shù)分為鹵水和鹽湖,就是礦石提取,主要是濕法和火法的技術(shù),這幾天我們講到了這兩個(gè)技術(shù)很多,我們想鹵水和礦石提取的方法中有沒有借鑒的情況,這兩種方法能不能用到提取,一塊是鋰礦石的對(duì)煅燒是火法,一千多度,另外是鹵水法做的濕法,這兩種法目前我們比較熟悉,能不能用到電池這一塊也是我們需要思考的,未來(lái)的鋰資源回收是基于鹵水和礦石之外的第三大鋰資源的來(lái)源,2025年會(huì)達(dá)到五萬(wàn)噸的碳酸鋰當(dāng)量,掌握了鋰資源的渠道,技術(shù)企業(yè)會(huì)成為企業(yè)新能源汽車中非常具有發(fā)展?jié)摿Φ钠髽I(yè)。
這是現(xiàn)在我們想的探討第三種的鋰提取方法,根據(jù)目前的現(xiàn)有技術(shù),鹵水提鋰的話,目前主要國(guó)外是三大家,就是SQM和FMC和美國(guó)雅寶掌握了最好的全球資源,鎂鋰比相對(duì)比較低,智利的阿塔卡瑪?shù)柠}湖比較高,三百萬(wàn)噸,阿根廷的鹽湖也是不錯(cuò)的,F(xiàn)MC控制的,有一些技術(shù)的問(wèn)題,也是賣中國(guó)一些初級(jí)碳酸鋰,還有美國(guó)的銀峰也是美國(guó)雅寶控制的,中國(guó)西藏有一個(gè)扎布耶鹽湖,開采的話,這幾年的量沒有放出來(lái),資源稟賦來(lái)說(shuō)這個(gè)鹽湖是最好的,另外是鹽湖股份的這一塊的。
鹵水提鋰這個(gè)比較專業(yè),主要是沉淀法,通過(guò)濃縮結(jié)晶和碳化做成碳酸鋰的產(chǎn)品,這個(gè)產(chǎn)品基本上處于工業(yè)級(jí)的產(chǎn)品,后面需要到深加工廠進(jìn)行加工才能做到含量的要求,主要是鈉鉀鎂比較高。另外是吸附法,用吸附對(duì)比的選擇性經(jīng)濟(jì)效益的特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)從稀溶液體里提取的方法。煅燒法主要是根據(jù)鎂的非產(chǎn)品氧化鎂來(lái)進(jìn)行綜合利用的方法,主要是國(guó)外的方法,這個(gè)缺點(diǎn)是煅燒過(guò)程中對(duì)設(shè)備的腐蝕比較大,會(huì)產(chǎn)生鹽酸氯化氫。而且蒸發(fā)量也比較大,能耗也比較大,目前這個(gè)方法沒有放開的原因是環(huán)保。還有就是電滲析法,還有萃取法及現(xiàn)在應(yīng)用的比較廣泛,包括博華等這一塊也是做得不錯(cuò)的。
這是鹽湖的提鋰技術(shù)的比較,沉淀法很簡(jiǎn)單,就是說(shuō)工藝比較簡(jiǎn)單,設(shè)備也簡(jiǎn)單,但是缺點(diǎn)是說(shuō)鹽損失很嚴(yán)重,不利于綜合利用,煅燒法是主要產(chǎn)生氯化氫的氣體腐蝕比較大,蒸發(fā)量也比較大,能耗比較高。吸附法的話主要是鹽湖鋰業(yè),主要對(duì)鋰的吸附性比較高,成本也不低,還要用到氫氧化鋰來(lái)更換,成本也不低,還有青海鋰業(yè)這一塊的產(chǎn)品從去年來(lái)看獲得了很大的改善,還是做得不錯(cuò)的。還有溶劑萃取的法,包括博華和新華鋰業(yè)等其他的。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
礦石提取的話,這里也有很多,就是說(shuō)用石灰石煅燒,磷酸鹽煅燒,還有硫酸法等等,這一塊在鋰行業(yè)相對(duì)比較成熟的技術(shù)了。但是都離不開火法煅燒,都是一千多度。這一塊大家講的很多了,我也是過(guò)一下,就是電池回收的鋰提取主要是分火法和濕法。
我們贛鋒利用鋰輝石和鹵水還是有一定的積累,我們從這兩種方法中提取鋰的技術(shù),我們概括起來(lái)就是火法加濕法的公益,這個(gè)概括不是特別的準(zhǔn)確,跟國(guó)外講的火法還是有區(qū)別的,通過(guò)煅燒的方法來(lái)獲得的工藝,我們提取了萃取法和沉淀法和礦石的焙燒法的工藝。另外這幾天大家談到了廢舊礦石也是城市礦山,如何和其他的城市礦山協(xié)同處理,或者我們理解電池就是一種礦,就是一種資源,能不能通過(guò)高溫冶煉的方法和原礦一起煅燒,這是我們值得思考的地方,技術(shù)創(chuàng)新上能不能做一些工作,我們后面王老師講的硫酸氫鈉的低溫焙燒,我們?cè)谇捌诰瓦@一塊也做了溝通和交流。
贛鋒的涉足廢舊鋰電池的背景,我們真正電池提鋰的話比較晚,真正市場(chǎng)化也是2015年年底,直接原因是鋰價(jià)格的快速上漲,5到18萬(wàn),當(dāng)時(shí)我還負(fù)責(zé)銷售,每天一天一個(gè)價(jià),確實(shí)這個(gè)廢電行業(yè)也有反應(yīng)比較快的,當(dāng)時(shí)把這個(gè)氟化鋰渣和鈣廢渣進(jìn)行氯化鋰溶液,以前贛鋒也有這個(gè)想法,但是沒有經(jīng)濟(jì)性,就沒有涉足。2015年到現(xiàn)在鋰一直維持高位,每家都考慮到了鋰回收,如果不考慮鋰回收的話根本活不下去了,肯定會(huì)被淘汰,現(xiàn)在掙的那點(diǎn)錢,而且現(xiàn)在的變相的鋰計(jì)價(jià)的,鎳鈷的話是虧本的,肯定是會(huì)算錢的,基本上每家都會(huì)考慮到鋰的回收,但是這個(gè)鋰是初級(jí)品,半成品,我們講這個(gè)磷酸鋰和初級(jí)的碳酸鋰,再把這個(gè)產(chǎn)品銷售給深加工的企業(yè),高純的鋰鹽,碳酸比,主要是收費(fèi)比較低,雜質(zhì)含量比較高,不穩(wěn)定,這個(gè)和技術(shù)要求比較高,也看投入。目前上來(lái)看市場(chǎng)上的磷酸鐵鋰提鋰的比較少,也就是兩三家,他們對(duì)磷酸鐵的提鋰不太感興趣,這個(gè)規(guī)?;奶徜?,無(wú)害化的企業(yè)比較少,一個(gè)是技術(shù)投入,一個(gè)是資金投入,比如說(shuō)做電池碳酸鋰的投入的話還是比較大的,還有一個(gè)是確實(shí)這個(gè)經(jīng)濟(jì)性上比較差。然后就是說(shuō)目前小企業(yè)存在的一個(gè)問(wèn)題是鋰的收入比較低,只有六十到八十左右,這個(gè)收費(fèi)的話按照現(xiàn)在的價(jià)格來(lái)說(shuō),是很難生存的。要產(chǎn)生這個(gè)廢渣的量也比較大,粉末來(lái)算的話,一噸粉末會(huì)產(chǎn)生接近的渣是1.7,1.8左右的樣子,將近兩噸,對(duì)渣來(lái)說(shuō)的話也無(wú)法進(jìn)行消化和處理,特別是濕法的渣有很多的有機(jī)物,包括碳粉和PUDF等等有害成分,第三個(gè)是產(chǎn)品附加值經(jīng)濟(jì)性也差,是初級(jí)品,還需要進(jìn)一步的深加工,這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)的話,原材料的價(jià)格,現(xiàn)在保持高位或者是繼續(xù)上漲的話,小企業(yè)做磷酸鐵鋰已經(jīng)有門檻了,設(shè)置磷酸鐵鋰,大概我的印象中2017年做磷酸鐵鋰的大小企業(yè)算過(guò)來(lái)的話,就是說(shuō)加起來(lái)可能有十幾家,目前來(lái)說(shuō)的話,真正磷酸鐵鋰的企業(yè)也就是兩三家,有一家在我們這里加工,大部分的磷酸鐵鋰到贛鋒這里來(lái)了,很多小企業(yè)已經(jīng)放棄了磷酸的提取路線,因?yàn)榻?jīng)濟(jì)賬上受不了了。
然后我們針對(duì)上述的問(wèn)題,贛鋒在磷酸鐵鋰這一塊做了很多的工作,因?yàn)槲覀兪亲鲣嚨钠髽I(yè),目前也解決了一些問(wèn)題,我們采用的和別人不一樣,采用的是火法和濕法相結(jié)合的方式,有害氣體,高溫煅燒包括粘貼劑等等產(chǎn)生氟化氫的氣體,包括一些吸收和碳粉的煅燒,產(chǎn)生的渣是變成一般的固廢,這個(gè)濕法來(lái)說(shuō)的話這個(gè)渣有很多的有害成分,而且最關(guān)鍵的是解決了固廢渣的銷售問(wèn)題,另外一家在我們這里做的嘉賓主要是固廢渣沒有辦法處理,這一塊我們做了很多的工作,包括前期我們也做過(guò)考慮做成磷酸鐵的產(chǎn)品。但實(shí)際上我們和我們下游很多企業(yè)做的交流,主要和我們客戶做磷酸鐵鋰的話,對(duì)肥料里面的磷酸鐵渣不是很感興趣的,因?yàn)樗_實(shí)要主導(dǎo)商業(yè)化的產(chǎn)品的一致性還是存在問(wèn)題,我們前面也做了很多的試驗(yàn)。但是測(cè)出來(lái)的話,這個(gè)一致性上存在問(wèn)題。
所以我們目前找到了銷售的渠道,主要解決了環(huán)保的問(wèn)題。
我們也做了一些專利,廢電池的提鋰和磷酸亞鐵鋰肥料中回收鋰制備電池的方法,還有磷酸亞鐵鋰肥料中提取的方法。
針對(duì)三元電池的話,目前三元電池相對(duì)比較成熟,我們做這一塊的時(shí)間也不長(zhǎng),我們前期成立的比較早,2013年成立,我們買硫酸鋰來(lái)做的話也沒有什么太大積極性,我們后來(lái)從電池回收來(lái)作為原料,采用的路線是火法加濕法的路線和傳統(tǒng)工藝中的雙氧水的冒槽,及過(guò)程中產(chǎn)生了大量的危廢渣的問(wèn)題。而且成鋰的時(shí)候,傳統(tǒng)的方法加氟化蠟進(jìn)去,引出氟例子,也成鋰,最后的去氯液的硫酸鈉,是要蒸發(fā)燃燒的,成為固體的,對(duì)我們的氟例子引進(jìn)一,對(duì)FR的蒸發(fā)和熱吸和冷吸對(duì)設(shè)備這一塊還是有影響的。所以對(duì)傳統(tǒng)的方法提鋰可能不太一樣,我后面集中提鋰了,不引氟例子進(jìn)去,以前的企業(yè)是硫酸鈉外排的,現(xiàn)在的環(huán)保要是越來(lái)越嚴(yán),現(xiàn)在已經(jīng)要做成固體了,做成固體的話,這一塊也可以,就是說(shuō)最后對(duì)鋰的利用是非常高的。因?yàn)槲易詈箐嚀p失主要是硫酸鈉里面含有少量的鋰的損失。
這一塊也做成了專利,包括了制備除錳的情況。
我簡(jiǎn)單介紹一下我們公司的情況,贛鋒的整個(gè)公司情況分為幾大板塊,五大板塊,現(xiàn)在一個(gè)是包括鋰資源的開發(fā),鋰鹽新材料的生產(chǎn),鋰金屬冶煉和鋰電池制造和廢舊電池回收這五大板塊,確實(shí)贛鋒這幾年在開發(fā)上做很多的工作,今年的話大概是四十萬(wàn)噸的,通過(guò)香港的贛鋒國(guó)際控制了很多的鹽湖的資源,鋰鹽主要是傳統(tǒng)的氯化鋰等,主要是火法和濕法兩個(gè)工廠,昨天碰到了同行也是做這一塊的,還有一個(gè)是鋰帶,我們主要是東莞的贛鋒蓄電池和新能源,還有光伏儲(chǔ)能,還有寧波的鋒鋰科技,是材料所的博士,對(duì)我們這一塊的電池比較重視,因?yàn)槲覀兿M覀冞@一塊起來(lái)對(duì)我們的金屬銷售帶動(dòng)很大,因?yàn)樨?fù)極材料的金屬鋰超過(guò)鋰帶,因?yàn)槿虻脑?,市?chǎng)份額占了40%,所以這一塊我們想固態(tài)電池做一些研發(fā),而且激勵(lì)政策也很大,當(dāng)時(shí)看了一下,好像是三年時(shí)間完成了對(duì)管理團(tuán)隊(duì)講1.9個(gè)億,特別大,前所未有。
廢舊電池這一塊的話,包括了幾個(gè)公司,有一個(gè)是江蘇公司做的是梯次利用,還有一塊是回收這一塊是以贛鋒循環(huán)作為一個(gè)平臺(tái),這里還有一個(gè)工廠。
贛鋒從事鋰回收有十幾年的歷史,最早從我們的金屬鋰產(chǎn)品,主要是給醫(yī)藥行業(yè)的客戶做催化劑用的時(shí)候產(chǎn)生氯化鋰溶液,我們把這個(gè)溶液回收,做成氯化鋰產(chǎn)品,也是一個(gè)閉環(huán)的循環(huán)利用,電池行業(yè)應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng),我們是2016年年初成立的電池回收,主要做的產(chǎn)品是碳酸鋁優(yōu)化和三元前軀體的生產(chǎn)和銷售,公司占地約200畝,預(yù)留200畝,地方比較大,現(xiàn)在基本上建成了磷酸鐵鋰和三元廢舊處理的生產(chǎn)線,這是我們火法的生產(chǎn)線,包括含氟尾氣的工段,這一塊對(duì)我們來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單,相對(duì)比較成熟的技術(shù)了,至于說(shuō)做化工的,就是說(shuō)吸收沉淀這一塊,煅燒都是比較簡(jiǎn)單的。這個(gè)濕法的處理是磷酸鐵鋰的車間的照片和三元前軀體的車間的照片。
昨天講了很多的問(wèn)題,但是這一塊我們還要加大對(duì)市場(chǎng)的布局和技術(shù)的開發(fā),我們還需要沉下心來(lái)解決技術(shù)的問(wèn)題,把磷酸鐵鋰的問(wèn)題處理好,目前是建設(shè)一條18650和手機(jī)電池的處理生產(chǎn)線和動(dòng)力電池的拆解線,18650是一年處理一千多拆解能力的話,現(xiàn)在是兩千噸的樣子,含氟尾氣的回收已經(jīng)超過(guò)了焚燒,我們這個(gè)電解液至少產(chǎn)生一個(gè)高溫焚燒的方式,因?yàn)槲覀兡且粔K的話,我們做化工,這一塊東西比較簡(jiǎn)單,高溫焚燒直接煅燒了,包括我們環(huán)評(píng)也是按照這個(gè)方式做的,無(wú)害化的處理,最后以鋰碳的形式排放出來(lái)這一塊的回收,當(dāng)時(shí)和電解液的廠也做了一個(gè)溝通,現(xiàn)階段對(duì)這個(gè)還不是太感興趣。
2017年從肥料中提取的鋰化物折碳酸鋰是一千噸,2018年2500噸,目前來(lái)說(shuō)是五千噸,相對(duì)五萬(wàn)噸太小了,但是我們?nèi)坑梅柿献龅摹?019年的話,這個(gè)廢舊電池的話,我們大概是做成碳酸鋰是三千噸的規(guī)模,這個(gè)鋰提取這一塊做到了最前面。
二次建完了以后,應(yīng)該含鋰的,提鋰的能力達(dá)到一萬(wàn)噸的碳酸鋰的當(dāng)量,但是和原料也是有關(guān)的,實(shí)現(xiàn)規(guī)?;幚黼娮訌U料,目前我們合資的公司,做磷酸鐵鋰的企業(yè)比較多,因?yàn)樗麄冑u給我們的比較多,包括比亞迪、沃特瑪?shù)鹊龋壳昂碗姵仄髽I(yè)接觸得比較多,因?yàn)樗麄儸F(xiàn)在比較多的,磷酸鐵鋰最多的是邊角料和報(bào)廢的芯片,我們希望更多的和整車企業(yè)進(jìn)行更多的合作,希望能夠?yàn)檫@個(gè)行業(yè)做更多的事情。
謝謝大家。這是我們的核心價(jià)值觀,利用有限資源,創(chuàng)造無(wú)限價(jià)值。