廢鋰電池金屬全封閉清潔回收工藝及應(yīng)用項目可行性研究報告

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常州今創(chuàng)博凡能源新材料有限公司 8000 噸 /年廢鋰電池金屬全封閉清潔 回收工藝及其應(yīng)用 項目 可行性研究報告 南京英凱 工程設(shè)計研究院有限公司 2011 年 10 月 常州今創(chuàng)博凡能源新材料有限公司 8000 噸 /年廢鋰電池金屬全封閉清潔 回收工藝及其應(yīng)用 項目 可行性研究報告 設(shè)計經(jīng)理： 項目審定人： 南京英凱工程設(shè)計研究院有限公司 資格證書號： 工咨 丙 11120060042 編制人員 ： 姓名 專業(yè) 職稱 王文激 工藝 高工 郭欣 技經(jīng) 工程師 鄭琪華 總圖 高工 劉國光 自控 高工 包防震 電氣 工程師 吳翔 設(shè)備 高工 曹亞崗 結(jié)構(gòu) 注冊一級結(jié)構(gòu)工程師 張加偉 給排水 注冊咨詢工程師 項目審定人 ：王根妹 總工程師 高工 /注冊化工工程師 目 錄 1 總 論 .................................................................................................................................................................... 1 述 .................................................................................................................................................................... 1 究的主要結(jié)論 ................................................................................................................................................ 6 在問題及建議 ................................................................................................................................................ 7 2 市場預(yù)測 ................................................................................................................................................................ 8 電池的發(fā)展概況 ............................................................................................................................................ 8 品價格分析 .................................................................................................................................................... 9 3 產(chǎn)品方案和生產(chǎn)規(guī)模 ........................................................................................................................................... 10 品方案的選擇 .............................................................................................................................................. 10 產(chǎn)規(guī)模 .......................................................................................................................................................... 10 4 工藝技術(shù)方案 ....................................................................................................................................................... 11 藝技術(shù)方案的比較和選擇 ........................................................................................................................... 11 要設(shè)備方案 .................................................................................................................................................. 14 準(zhǔn)化 .............................................................................................................................................................. 15 5 原料、輔助原料及燃料的供應(yīng) ........................................................................................................................... 16 6 建廠條件和廠址方案 ........................................................................................................................................... 17 廠條件 .......................................................................................................................................................... 17 建廠址和占地面積 ...................................................................................................................................... 22 7 公用工程和輔助設(shè)施方案 ................................................................................................................................... 23 圖運輸 .......................................................................................................................................................... 23 廠給排水 ...................................................................................................................................................... 24 電及電訊 ...................................................................................................................................................... 24 運及運輸 ...................................................................................................................................................... 25 修 .................................................................................................................................................................. 25 建 .................................................................................................................................................................. 25 活福利設(shè)施 .................................................................................................................................................. 26 8 能耗分析及節(jié)能措施 ........................................................................................................................................... 27 耗指標(biāo) .......................................................................................................................................................... 27 能措施 .......................................................................................................................................................... 27 9 環(huán)境保護 .............................................................................................................................................................. 28 址與環(huán)境現(xiàn)狀 .............................................................................................................................................. 28 行的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及排放標(biāo)準(zhǔn) .................................................................................................................. 28 設(shè)項目主要污染源及污染物 ...................................................................................................................... 28 境保護治理措施及方案 .............................................................................................................................. 29 境保護機構(gòu)及定員 ...................................................................................................................................... 29 境保護投資 .................................................................................................................................................. 30 10 勞動保護與安全衛(wèi)生 ......................................................................................................................................... 31 制原則 ........................................................................................................................................................ 31 制依據(jù) ........................................................................................................................................................ 31 程概況 ........................................................................................................................................................ 31 筑及場地布置 ............................................................................................................................................ 32 動安全衛(wèi)生設(shè)計中采用的主要防范措施 ................................................................................................ 32 動安全衛(wèi)生機構(gòu)設(shè)置及人員配備情況 .................................................................................................... 33 動保護設(shè)施費用 ........................................................................................................................................ 33 11 消防 ..................................................................................................................................................................... 34 計依據(jù) ........................................................................................................................................................ 34 程概況 ........................................................................................................................................................ 34 防方案 ........................................................................................................................................................ 34 防設(shè)施費用 ................................................................................................................................................ 34 12 工廠組織和勞動定員 ......................................................................................................................................... 35 廠組織 ........................................................................................................................................................ 35 動定員 ........................................................................................................................................................ 35 員的來源和培訓(xùn) ........................................................................................................................................ 36 13 項目實施規(guī)劃 ..................................................................................................................................................... 37 14 投資估算和 資金籌措 ......................................................................................................................................... 38 資估算 ........................................................................................................................................................ 38 動資金估算 ................................................................................................................................................ 39 15 項目財務(wù)評價 ..................................................................................................................................................... 40 品成本分析 ................................................................................................................................................ 40 濟效益分析 ................................................................................................................................................ 41 務(wù)評價結(jié)論 ................................................................................................................................................ 41 16 結(jié) 論 .............................................................................................................................................................. 42 1 總 論 述 目名稱、主辦單位名稱 項目名稱： 8000噸 /年廢鋰電池金屬全封閉清潔回收工藝及其應(yīng)用 項目 項目性質(zhì) ： 新建 項目總投資： 15000萬 元 企業(yè)名稱： 常州今創(chuàng)博凡能源新材料有限公司 項目 地址： 常州市武進區(qū)遙觀鎮(zhèn)工業(yè)園今創(chuàng)集團內(nèi) 行性研究報告編制的依據(jù)和原則 制依據(jù) ⑴ 南京英凱 工程設(shè)計 研究院 有限公司與 常州今創(chuàng)博凡能源新材料有限公司 簽定的《 常州今創(chuàng)博凡能源新材料有限公司 8000噸 /年廢鋰電池金屬全封閉清潔回收工藝及其應(yīng)用 項目 建設(shè)工程 咨詢 合同》。 ⑵ 常州今創(chuàng)博凡能源新材料有限公司 提供 的設(shè)計基礎(chǔ)資料 。 行性研究報告編制原則 ⑴ 執(zhí)行原化學(xué)工業(yè)部《化工建設(shè)項目可行性研究報告內(nèi)容和深度的規(guī)定》（修訂本）化計發(fā)（ 1997） 426號 。 ⑵ 認(rèn)真貫徹執(zhí)行國家基本建設(shè)的方針政策和經(jīng)濟法規(guī)。 ⑶ 重視環(huán)境保護，使生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)達到環(huán)保要求。同時嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)生產(chǎn)及工業(yè)衛(wèi)生的各項法令、法 規(guī)，并做到環(huán)保措施與工程建設(shè) “ 三同時 ” 。 ⑷ 充分利用現(xiàn)有 今 創(chuàng)集團 提供 的公用工程設(shè)施和環(huán)保設(shè)施，以節(jié)約投資，加快建設(shè)進度。 ⑸ 技術(shù)選擇上力求高起點 ， 先進穩(wěn)妥可靠，以較小的投入獲取最大的經(jīng)濟效益。工藝生產(chǎn)充分考慮節(jié)能降耗，以降低成本。 ⑹ 貫徹 “ 工廠布置一體化、生產(chǎn)裝置露天化、建構(gòu)筑物輕型化、公用工程社會化、引進技術(shù)國產(chǎn)化 ” 的 “ 五化 ” 設(shè)計原則。 ⑺ 本著對國家負(fù)責(zé)、對建設(shè)單位負(fù)責(zé)的精神，力求對技術(shù)成熟程度，市 場需求預(yù)測、建設(shè)條件、經(jīng)濟效益， “ 三廢 ” 治理等方面進行全面的考察研究，對 常州今創(chuàng)博凡能源新材料有限公 司 8000噸 /年廢鋰電池金屬全封閉清潔回收工藝及其應(yīng)用 的可行性作出比較科學(xué) 、 合理的結(jié)論。 目建設(shè)內(nèi)容 8000噸 /年廢鋰電池金屬全封閉清潔回收工藝及其應(yīng)用 。 目提出的背景、投資必要性和經(jīng)濟意義 目承辦單位基本情況 常州今創(chuàng)博凡能源新材料有限公司是今創(chuàng)集團的下屬子公司，占地 15000平米，固定資產(chǎn)投資 6000萬元，總投資額約 司以擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的生產(chǎn)工藝為基礎(chǔ)，以先進的生產(chǎn)設(shè)備和雄厚的技術(shù)力量為依托，以科學(xué)的生產(chǎn)管理和嚴(yán)格品質(zhì)控制為保證，主要生 產(chǎn)電積鈷、電池級四氧化三鈷以及硫酸鈷、氯化鈷等鈷鹽系列產(chǎn)品，年產(chǎn)量達到 1500噸鈷金屬量，此外還有副產(chǎn)品 1200噸電積銅。公司產(chǎn)品主要針對二次充電電池的嚴(yán)格要求設(shè)計、生產(chǎn)和檢驗的，完全滿足合金產(chǎn)品的質(zhì)量要求，可廣泛應(yīng)用于二次充電電池、航空航天、電機電氣、機械、陶瓷、通訊、化工等行業(yè)。產(chǎn)品的各項性能指標(biāo)均達到國際領(lǐng)先水平，深受客戶信賴，具有很強的產(chǎn)品競爭力。 公司重視與地方高校建立產(chǎn)學(xué)研合作，建立了以江蘇技術(shù)師范學(xué)院江蘇省貴金屬深加工技術(shù)及其應(yīng)用重點實驗室為技術(shù)支撐的課題研發(fā)組，配以本公司的技術(shù)骨干和市場開發(fā) 人員，分層次解決技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化過程中工程與市場問題。小試研究在大學(xué)實驗室，共同完成實驗室技術(shù)的攻關(guān)。此外，本公司還配有技術(shù)開發(fā)工程師和市場開發(fā)工程師，與課題組一起完成工程設(shè)計和應(yīng)用任務(wù)，同時具備新產(chǎn)品的市場開發(fā)能力和經(jīng)濟分析能力。工程師群體的任務(wù)是負(fù)責(zé)對高校合作取得的實驗室技術(shù)進行中試轉(zhuǎn)化與市場接軌工作，完成工程應(yīng)用，形成具有經(jīng)濟價值的全套產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。進行批量生產(chǎn)和市場銷售，完成市場接軌、成果鑒定與評價，取得相關(guān)的技術(shù)水平證明。通過近三年 的建設(shè)，本公司具備了從高校教授到市場運作的工程師的一支涵蓋技術(shù)、管理、市 場的專業(yè)化隊伍，專業(yè)涉及化學(xué)、材料、機械、自動化、市場營銷和質(zhì)量管理等，具備產(chǎn)業(yè)化設(shè)計和技術(shù)開發(fā)能力，覆蓋工藝、工裝、市場和 質(zhì)量全部專業(yè)，總?cè)藬?shù)達到 38人，是本公司的創(chuàng)新技術(shù)體系主體力量。 目前公司已成立中國資源綜合利用協(xié)會技術(shù)中心，中心名稱 是 廢舊鋰離子電池金屬再生利用技術(shù)中心 。 目提出的背景 近年來隨著人們環(huán)境保護意識的不斷提高以及自然資源的不斷消耗，環(huán)境友好的鋰離子電池被開發(fā)出來并得到廣泛使用。鋰離子電池具有工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、能量高、低污染、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，已成為移動電話、 數(shù)碼產(chǎn)品、便攜式 2000年，我國鋰離子電池產(chǎn)量約 全球份額的 到 2005年，產(chǎn)量已高達 全球份額的 僅次于日本。目前，我國已成為鋰離子電池的最大生產(chǎn)、消費和出口國。 然而，巨大的電池生產(chǎn)消費帶來了數(shù)目驚人的廢電池。雖然相對于一次電池，鋰離子電池對環(huán)境的影響相對較小，但是鋰離子電池的正、負(fù)極材料、電解液等物質(zhì)對環(huán)境和人類的健康還是有很大危害的。據(jù)報道，美國已將鋰離子電池歸類為一種包括易燃性、浸出毒性、腐蝕性、反應(yīng)性等有毒有害性的電池，是 各類電池中包含毒性物質(zhì)最多的電池。長期以來，我國未對大量廢棄的鋰離子電池進行特殊處理，其主要進行填埋處置。雖然現(xiàn)在也有一些企業(yè)開始了廢鋰離子電池的回收處理，然而由于技術(shù)和經(jīng)濟等方面的原因 , 目前鋰電池回收率還很低，不到 2%，給環(huán)境造成巨大威脅和污染，同時對資源也是一種浪費。 分析表明 : 鋰離子電池平均含鈷 12%～ 18% , 鋰 1. 2%～ 1. 8%, 銅 8%～10% , 鋁 4%～ 8% , 殼體合金 30%。以鈷為例，一個重約 40金屬鈷約 6g(大約占 15％ )，按每年報廢 1億只計，其中可回收的鈷約為 600噸，廢舊鋰離子電池中鈷含量較鈷精礦中含量還要高?？梢?，實現(xiàn)廢鋰離子電池的資源化回收，能有效緩解我國金屬資源的短缺問題。再生處理廢舊鋰離子電池能獲得多種金屬及其鹽，根據(jù)目前該類產(chǎn)品的市場行情，將獲得巨大的經(jīng)濟效益，這也是推動廢舊鋰離子電池回收處理行業(yè)發(fā)展的主要動力。 根據(jù)國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，利用廢鋰離子電池回收提取有色（稀貴）金屬 和生產(chǎn)產(chǎn)品的企業(yè)將享受國家稅收優(yōu)惠。并且在《廢電池污染防治技術(shù)政策》（環(huán)發(fā) [2003]163號）中廢鋰離子電池被列入重點收集范疇，要求進行資源化再生或無害化處理處置。這些政策均體現(xiàn) 了國家鼓勵廢電池回收的政策導(dǎo)向。因此 ,如何在治理“電池污染”的同時 , 實現(xiàn)廢舊電池有色金屬資源尤其是鈷的綜合循環(huán)回收 , 已成為社會關(guān)注的熱點。 目前，已經(jīng)工業(yè)化應(yīng)用的廢舊鋰離子電池處理技術(shù)主要有兩類：①全濕法浸出處理技術(shù)；②火法煅燒與濕法浸出相結(jié)合處理技術(shù)。 濕法浸出處理主要包括電池破碎或剝離、酸浸出 (鹽酸、硝酸、硫酸等 ) 和分離 (沉淀、絡(luò)合、萃取等方法 ) 等過程。具有投資少、成本低、建廠速度快、利潤高、工藝靈活等優(yōu)勢。其操作條件溫和，浸出溫度一般小于 80 ℃，但浸出液成分復(fù)雜，分離步驟較多。傳統(tǒng)濕法處理工 藝較復(fù)雜、資源回收率低和二次污染等問題影響了其被廣泛推廣。 火法與濕法相結(jié)合處理技術(shù)主要包括破碎或剝離 (或直接進行焚燒 ) 、焚燒或熱處理和濕法浸出分離等過程。其特點是工藝相對簡單，回收利用效率高，但一次性投資大、能耗較高，技術(shù)要求和運行成本都比較高。同時，焚燒過程產(chǎn)生的煙氣中可能產(chǎn)生二惡英類以及硫氧化物、氮氧化物等酸性氣態(tài)污染物、煙塵和重金屬污染物，需要配備專門的煙氣凈化處理設(shè)備，大大增加了廢電池處理的成本。 在各種工藝中，酸浸加有機溶劑萃取是目前廢棄電池回收處理工藝較為成熟的技術(shù)，其對設(shè)備的要求和處理成本 與火法技術(shù)相比，都有很大的降低，同時也沒有煙氣凈化的問題。但要想達到較高的效率，通常都需要進行多級萃取與反萃，這大大增加了工藝的復(fù)雜程度，使流程加長。同時會產(chǎn)生大量的廢水，必須進行專門的處理以達標(biāo)排放。另外，萃取劑價格昂貴。以上這些因素都使廢棄電池處理的經(jīng)濟性降低，而產(chǎn)生的大量廢水若不進行適當(dāng)?shù)奶幚?，將造成二次污染? 由此可見，無論采用何種工藝都各有利弊，關(guān)鍵是要完善現(xiàn)行成熟工藝，實現(xiàn)廢鋰離子電池的資源化和無害化處理處置，以獲得更好的環(huán)境、經(jīng)濟和社會效益。 此項目屬于今創(chuàng)博凡能源新材料有限公司和江蘇技術(shù)師范 學(xué)院的產(chǎn)學(xué)研成果，并已通過了中國資源綜合利用協(xié)會鑒定，鑒定結(jié)果：國際先進；同時此項目已獲得中國資源綜合利用協(xié)會科技進步一等獎 。 目 投資的 意義 （ 1）原料豐富：作為處理對象的廢鋰離子電池原料豐富。自 1990年日本索尼公司將鋰離子電池商品化以來，憑借其優(yōu)越的性能，迅速占領(lǐng)二次電池市場，逐漸取代傳統(tǒng)充電電池。近年來，鋰離子電池性能日臻完善，在“ 3C”市場，鋰離子電池已占據(jù)明顯優(yōu)勢，并且其應(yīng)用正在迅速擴大。在未來，鋰離子電池的應(yīng)用范圍將不斷拓寬，預(yù)計我國鋰離子電池生產(chǎn)以年均 15％的增長率持續(xù)發(fā)展。 從現(xiàn)在的市場應(yīng)用現(xiàn)狀與將來的發(fā)展趨勢來看，鋰離子電池都占有舉足輕重的地位。但所有的電池都有壽命，或者自身性能變差被淘汰，或者隨著電子產(chǎn)品的更新而廢棄。因此，鋰離子電池的廢棄量將相當(dāng)可觀。2006年，我國移動電話用戶 超 設(shè)平均每個用戶三年更換一次手機，全球移動用戶更新手機的周期平均在 2年左右，每年會有至少 2億部手機被淘汰。這意味著我國每年大約會有 4億塊手機電池（按 1部手機配 2塊電池計算）廢棄。我國鋰離子電池廢棄量由此可見一斑。本項目擬回收來自鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)的廢料和來自用戶使用后的廢舊鋰電池，按金 屬價格的 55%收，以保證回收量滿足生產(chǎn)需求。 （ 2）效益顯著：根據(jù)鋰離子電池的材料組成分析，其中含有大量的有價金屬。以手機電池為例，其中含有 15%的鈷、 14%的銅、 鋁、 25%的鐵、鋰。而 2006年，鈷、鎳、銅、鋁的市場價格分別達到了 315000、 312600、66888、 21964萬元 /噸。鐘海云等通過對鋰離子電池的正極廢料鋁鈷膜回收處理生產(chǎn)草酸鈷。結(jié)合市場行情，估算了處理 1 售收入 利 1 約為 5 t，若將鋰離子電池中其它材料的價值與增加的加工費用抵消 ,則可推算處理 1 建立一個年處理量為 3000 可獲純利 2730萬元。由此分析，回收利用廢鋰離子電池，將獲得可觀的經(jīng)濟效益。 （ 3）工藝成熟：廢棄鋰離子電池再生處理技術(shù)的研究開始于 20世紀(jì) 90年 代中后期，在借鑒成熟的礦石冶煉工藝的基礎(chǔ)上，針對廢鋰離子電池的特殊性，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，工藝已日趨完善，并已經(jīng)應(yīng)用于實際生產(chǎn)過程。研究對象主要集中在以石墨為負(fù)極、 是當(dāng)前使用最多 、最早進行商品化生產(chǎn)的鋰離子電池。目前，國內(nèi)外學(xué)者對廢鋰離子電池的處理過程都做了詳細(xì)的研究，包括放電、拆解等處理，以及各種再生工藝，如選礦技術(shù)、火法冶金、濕法冶金等。其中濕法冶金技術(shù)因其優(yōu)勢明顯已成為研究和應(yīng)用的主要方面。如法國的 國的 國的 項目采用“堿溶 — 酸浸 — 萃取 — 電沉積 /濃縮結(jié)晶”工藝，該工藝中各技術(shù)在國內(nèi)外均已做過廣泛深入研究，并有實際應(yīng)用經(jīng)驗，成果有保證。 （ 4）競爭優(yōu)勢： 從 目前的廢鋰離子電池回收現(xiàn)狀來看， 濕法冶金的金屬回收技術(shù)與工藝在國內(nèi)絕大 部分還處于實驗室研究階段， 達到 工業(yè)化 大 生產(chǎn)規(guī)模的尚屬空白。并且 現(xiàn)有的處理技術(shù)存在較多的問題和缺陷， 如 流程復(fù)雜 、回收率低 、產(chǎn)品單一、污染嚴(yán)重、回收成本高等 。本項目 采用全封閉清潔回收工藝 在清潔環(huán)保和高值化利用上 將 有 所 創(chuàng)新，金屬回收率 高、 清潔環(huán)保 、成本低 、 利潤高，在同類企業(yè)中具有較大的競爭優(yōu)勢。 目投資的成果及效益 項目實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化后，可提供就業(yè)崗位 300個，并與多家高校建立產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系，掛牌為實習(xí)實訓(xùn)基地。 究的主要結(jié)論 通過市場、技術(shù)、經(jīng)濟等分析，本報告認(rèn)為： 該項目屬于再生資源綜合利用，既符合國家產(chǎn)業(yè)政策，又可得到國家的資金扶持，因此該項目是可行的。 主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表 序號 項目名稱 單位 數(shù)量 備注 1 生產(chǎn)規(guī)模 噸 /年 2 產(chǎn)品方案 鋰鈷再生料 噸 /年 1500 3 年操作時間 小時 7200 4 主要原材料消耗 廢鋰電池 t/a 8000 5 公用工程及動力消耗 直供水 t/a 1500 耗電量 a 06 6 三廢排放量 廢氣 噸 /年 廢水 噸 /年 1500 廢渣 噸 /年 38 7 裝置定員 人 199 生產(chǎn)人員 人 178 管理人員 人 21 8 總占地面積 畝 25 9 全廠建筑面積 6044 10 項目建設(shè)總投資 萬元 15000 建設(shè)投資 萬元 6000 建設(shè)期貸款利息 萬元 0 流動資金 萬元 9000 11 年總成本 萬元 29662 12 年銷售收入 萬元 36000 13 年利潤總額 萬元 5261 14 年 利稅總額 萬元 6338 15 銷售利潤率 % 16 銷售利稅率 % 17 年投資利潤率 % 18 年投資利稅率 % 19 投資回收期 年 在問題及建議 原料和產(chǎn)品的價格對項目的經(jīng)濟效益影響至關(guān)重要，因此經(jīng)營過程對原料和產(chǎn)品價格變化要有足夠的敏感。 2 市場預(yù)測 電池的發(fā)展概況 鋰電池自 1990年商品化以來，因其具有電壓高、質(zhì)量輕、比能量大、自放電小、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)、工作溫度范圍寬，環(huán)境污染少等優(yōu)點，迅速占領(lǐng)二次電池市場，逐漸取代傳統(tǒng)的充電電池，在移動電 器、電動汽車技術(shù)、大型發(fā)電廠的儲能電池、 療儀器電源及宇宙空間等領(lǐng)域均有重要作用。隨著移動便攜式設(shè)備的快速發(fā)展，鋰電池在日常生活中的應(yīng)用越來越普遍。目前鋰電池的應(yīng)用領(lǐng)域主要為手機和筆記本電池市場， 2003年全球鋰電池的應(yīng)用中，手機和筆記本的市場份額分別為 在便攜攝像機、數(shù)碼相機和 0％。而在中國， 90％以上的鋰電池應(yīng)用領(lǐng)域仍然為手機市場。隨著各種性能優(yōu)異的正極材料、負(fù)極材料、電解質(zhì)材料相繼出現(xiàn)，使得鋰電池性能越來越好，產(chǎn)量也顯著增長，在小型二次充電 電池領(lǐng)域鋰電池的市場份額逐年增加，產(chǎn)量已經(jīng)超過鎳鎘電池，其銷售收入所占份額在全部小型二次電池市場已經(jīng)超過 70％。表 2年來世界鋰電池產(chǎn)量變化。近幾年來，我國鋰電池產(chǎn)業(yè)也取得了飛速進步，現(xiàn)在是世界鋰電池產(chǎn)業(yè)三大國之一。 2000年我國鋰電池產(chǎn)量約 全球份額的 2005年中國產(chǎn)量上升至 全球份額的 我國成為緊隨日本之后的世界第二大鋰電池生產(chǎn)國。 1994子 電池的產(chǎn)量及增長率 年份 產(chǎn)量（億只） 增長率 (%) 年份 產(chǎn)量（億只） 增長率 (%) 1994 2000 995 75 2001 996 002 997 003 998 004 1999 005 品 價格分析 格確定原則 本項目材料及產(chǎn)品的價格確定原則如下： （ 1）國內(nèi)外市場需求的預(yù)測 （ 2）國內(nèi)目前生產(chǎn)技術(shù)的原 料路線和工藝 （ 3）產(chǎn)品價格的穩(wěn)定性及變化趨勢 品 及原料 價格的 分析 從以上市場需求分析來看， 該項目 產(chǎn)品的國內(nèi)需求量將大幅度上升，目前產(chǎn)品及原料價格如下： 原料價格一覽表 序號 名 稱 單位 單價 (元 ) 1 廢鋰電池 t 195000 產(chǎn)品價格一覽表 序號 名 稱 單位 單價 (元 ) 1 鋰鈷再生料 t 240000 3 產(chǎn)品方案和生產(chǎn)規(guī)模 品方案的選擇 （ 1）深入進行市場調(diào)查，充分了解相關(guān)行業(yè)需求及同類產(chǎn)品生產(chǎn)情況，準(zhǔn)確預(yù)測市場走向，在市場調(diào)查的基礎(chǔ)上，篩先 出銷路好、效益高、發(fā)展前景廣闊的產(chǎn)品。 （ 2）結(jié)合現(xiàn)有市場容量及今后發(fā)展趨勢，確定產(chǎn)品方案及建設(shè)規(guī)模避免能力過剩，從而確保項目經(jīng)濟效益。 （ 3）充分考慮原料供應(yīng)情況，發(fā)揮國內(nèi)及當(dāng)?shù)刭Y源優(yōu)勢選擇合理的原料路線方案。 （ 4）充分考慮規(guī)模經(jīng)濟優(yōu)勢，確定經(jīng)濟合理的裝置規(guī)模 在充分考慮上述情況和市場分析情況后，確定本項目建設(shè)裝置為 8000噸 /年廢鋰電池金屬全封閉清潔回收工藝及其應(yīng)用 。 產(chǎn)規(guī)模 產(chǎn)規(guī)模確定的原則和依據(jù) 根據(jù) 國內(nèi)外 市場需求和 已掌握的原料、場地面積、當(dāng)?shù)厥袌?等情況確定。 8000噸 /年廢鋰電池金屬全封閉清潔回收工藝及其應(yīng)用 項目 。 4 工藝技術(shù)方案 藝技術(shù)方案的比較和選擇 內(nèi)外 技術(shù) 概況 目前，已經(jīng)工業(yè)化應(yīng)用的廢舊鋰電池處理技術(shù)主要有兩類： ① 全濕法浸出處理技術(shù)； ② 火法煅燒與濕法浸出相結(jié)合處理技術(shù)。 濕法浸出處理主要包括電池破碎或剝離、酸浸出 (鹽酸、硝酸、硫酸等 ) 和分離 (沉淀、絡(luò)合、萃取等方法 ) 等過程。具有投資少、成本低、建廠速度快、利潤高、工藝靈活等優(yōu)勢。其操作條件溫和 ,浸出溫度一般小于 80℃ ，但浸出液成分復(fù)雜，分離步 驟較多?，F(xiàn)行濕法處理工藝較復(fù)雜、資源回收率低和二次污染等問題影響了其被廣泛推廣。 火法與濕法相結(jié)合處理技術(shù)主要包括破碎或剝離 (或直接進行焚燒 ) 、焚燒或熱處理和濕法浸出分離等過程。其特點是工藝相對簡單，回收利用效率高，但一次性投資大，能耗較高，技術(shù)要求和運行成本都比較高。電解質(zhì)溶液和電極中其他成分通過燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)?氣體或其他有害成分 ,如 物質(zhì)。 工藝技術(shù)方案的選擇 火法回收提煉重金屬需要消耗很高的能量，高溫處理產(chǎn)生的煙氣污染必須進行嚴(yán)格控制。為了避免二 惡 英的產(chǎn)生，就要提高焚燒溫 度，因此設(shè)備的投入、運行成本、建設(shè)費用都比其他方法高。同時還需對煙氣中的二 惡 英進行后續(xù)處理，增加了工藝的復(fù)雜程度和運行成本。與火法技術(shù)相比，濕法技術(shù)具有成本低、二次污染小、對設(shè)備的要求低、沒有煙氣凈化的問題。 而且操作條件溫和，資源回收率高，可得到高純度的產(chǎn)物 。 因此目前濕法冶金技術(shù)是該領(lǐng)域的研究趨勢。 廢鋰電池的濕法冶金的金屬回收技術(shù)與工藝在國外工業(yè)化的例子不多見，如法國的 國的 用低溫技術(shù)的美國和如拿大的 技術(shù)在國內(nèi)絕大部分還處于實驗室研究階段，現(xiàn)有 的處理技術(shù)存在較多的問題和缺陷，尚未見達到工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模的報道。但濕法回收重金屬技術(shù)中的浸出、萃取等工藝仍存在不少問題，如對于萃取 工藝，目前存在著級數(shù)過多，流程復(fù)雜，回收率低，萃取劑要求高，導(dǎo)致處理成本過高的問題。 本項目將 廢鋰電池 進行資源化，采用 放電、拆解、粉碎、分選 等工序 i，不僅對工藝中各個工序進行最優(yōu)化研究，而且整合和縮減了工藝流程，降低工藝操作的復(fù)雜性，降低回收成本。此外，還考慮到生產(chǎn)過程中 產(chǎn)生 的 廢水、廢渣等，加入環(huán)保治理環(huán)節(jié)，進行清潔生產(chǎn)，達到污染零排放的目標(biāo)。與國內(nèi)同領(lǐng)域研究相比，處于領(lǐng)先地位。 本項目在最優(yōu)化的研究成果前提下，進行規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化的研發(fā)和建設(shè)，建成一條年回收量達 8000噸的廢鋰離子全封閉清潔生產(chǎn)線，總產(chǎn)值超過 3個億，將濕法回收重金屬技術(shù) 進行規(guī)模化 應(yīng)用，在國內(nèi)還未見，即使在國外也不多見，因此本項目的研究處于國內(nèi)領(lǐng)先的地位。項目成果對于全國廢鋰電池金屬資源回收具有一定的指導(dǎo)作用，成功地填補了國內(nèi)空白。同時本項目在清潔環(huán)保和高值化利用上有了創(chuàng)新，金屬回收率，清潔環(huán)保，成本低，利潤高，在同類企業(yè)中具有較大的競爭優(yōu)勢。 工藝流程簡述 廢鋰電池首先要進行預(yù)處理，包括放電、拆解、粉 碎、分選。拆解后的塑料及鐵外殼回收。 生產(chǎn)流程示意圖如下： （ 1） 廢鋰電池回收 廢鋰電池收集 分類 放電 烘干 拆解 分類 外殼 （鋁殼、鋼殼） 包裝銷售 電芯料 粉碎 進入鋰電池材料生產(chǎn)系統(tǒng) 廢電池收集：通過各城市電池回收箱、與大城市聯(lián)合共建廢舊電池回收站及零散電池回收商處收集廢舊鋰電池； 放電：在車間內(nèi)設(shè)立不銹鋼放電槽，內(nèi)裝 鹽水 溶液，利用行車將成包堆放好的廢鋰電池逐一放入放電槽內(nèi)浸泡 30分鐘以上，放電后將電池攤晾自然干燥； 拆解：通過人工和機器相結(jié)合的方式將帶有包裝的廢鋰電池拆解開，將拆解后的外殼、鋁箔、銅極片等按材質(zhì)不同分類堆放，拆解過程中采用手 套箱等密封防塵設(shè)備； 粉碎：將拆解后可用于后續(xù)加工的含有鈷鎳等金屬的電池材料進入粉碎機粉碎，粉碎機帶有收塵裝置，對外界無污染。 氣 處理 工藝流程簡述 本項目反應(yīng)槽全部為封閉式，反應(yīng)過程全是通過管道輸送，廢氣捕集率較高達 98%， 本項目設(shè)兩個旋流吸收塔， 1#旋流吸收塔風(fēng)量為 4000m3/h，2#旋流吸收塔風(fēng)量為 15000m3/h。 拆解 過程中產(chǎn)生的 廢氣 通過集氣管收集，由2#吸收塔處理達到《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，從 15 水 處理 工藝流程簡述 本項目產(chǎn)生的廢水主要 包括 公輔工程廢水及生活污水，其中生產(chǎn)設(shè)備不需清洗，無廢水產(chǎn)生。 綜合廢水處理工藝流程 ： 公輔工程廢水 和生活污水進入綜合調(diào)節(jié)池，均勻水質(zhì)水量。然后將水提升至酸化池，通過設(shè)置水下攪拌器，并適當(dāng)?shù)幕亓魑勰嗟姆绞剑瑢崿F(xiàn)水解功能，提高廢水可生化性，同時去除廢水中部分有機物。此后廢水進入接觸氧化池，通過好氧池內(nèi)好氧菌的作用，分解水中的剩余有機物，廢水夾帶著大量脫落的生物膜進入沉淀池，通過重力沉降作用，進行泥水分離。沉淀污泥分別回流至酸化池、接觸氧化池，剩余污泥排入污泥濃縮池 2，濃縮后再經(jīng)污泥壓濾機壓濾，上清液及壓濾液回流 至調(diào)節(jié)池，污泥外運。 綜合調(diào)節(jié)池 接觸氧化池水解酸化 池 二沉池污