Công nghệ phục hồi pin lithium ion thải: công nghệ tái chế ướt chủ yếu là

Автор: Iflowpower – Kannettavien voimalaitosten toimittaja

Hồ sơ công nghệ thu hồi pin lithium-ion Công nghệ tài nguyên pin lithium-ion thải là các thành phần trong pin lithium-ion thải, theo tính chất vật lý, tính chất hóa học, phân tách tương ứng của chúng. Nhìn chung, toàn bộ quá trình phục hồi được chia thành 4 phần: (1) Phần xử lý trước; (2) Sửa chữa vật liệu điện cực; (3) Chiết xuất kim loại tỷ lệ; (4) Làm sạch hóa học. Trong quá trình thu hồi, theo các quy trình chiết xuất khác nhau, công nghệ thu hồi pin lithium ion có thể được chia thành ba loại: (1) công nghệ thu hồi khô; (2) công nghệ thu hồi ướt; (3) công nghệ thu hồi sinh học.

Tái chế khô quan trọng bao gồm tách cơ học và dung dịch nhiệt độ cao (hoặc luyện kim nhiệt độ cao). Quá trình tái chế khô ngắn và việc tái chế có mục tiêu cụ thể hơn thì không mạnh. Đây là giai đoạn đầu tiên để đạt được quá trình thu hồi tách kim loại.

Điều quan trọng là phải tham khảo phương pháp thu hồi vật liệu hoặc tỷ lệ vật liệu hoặc đặc quyền của vật liệu, điều quan trọng là pin được nghiền bằng phương pháp phân loại vật lý và dung dịch nhiệt độ cao hoặc phân chia nhiệt độ cao để loại bỏ chất hữu cơ để tái chế thành phần tiếp theo. Công nghệ tái chế ướt phức tạp hơn nhưng tỷ lệ thu hồi của từng loại kim loại giá cao và hiện nay việc xử lý pin niken và pin lithium-ion thải là rất quan trọng. Kỹ thuật thu hồi ướt là di căn và chuyển các ion kim loại từ vật liệu điện cực sang môi trường chiết, sau đó bằng trao đổi ion, kết tủa, hấp phụ, v.v.

Chiết xuất trong dung dịch. Công nghệ thu hồi sinh học có chi phí thấp, ít gây ô nhiễm, có thể tái sử dụng và là hướng đi lý tưởng cho công nghệ thu hồi pin lithium-ion trong tương lai. Các kỹ thuật thu hồi sinh học rất quan trọng trong việc sử dụng phương pháp ngâm chiết vi khuẩn, chuyển đổi các thành phần hữu ích của hệ thống thành các hợp chất hòa tan và hòa tan có chọn lọc, để thu được dung dịch chứa kim loại hiệu quả, nhận ra thành phần mục tiêu và các thành phần tạp chất, và cuối cùng là thu hồi kim loại lithium.

Hiện nay, việc nghiên cứu công nghệ thu hồi sinh học mới chỉ bắt đầu, sau đó dần giải quyết vấn đề nuôi cấy các giống có hiệu suất cao, các vấn đề định kỳ và kiểm soát liên quan đến điều kiện rửa trôi. Theo trình tự của quá trình phục hồi, bước đầu tiên: quá trình xử lý sơ bộ, mục đích của nó là tách riêng phần giá thành của pin lithium ion cũ, làm giàu có chọn lọc hiệu quả vật liệu điện cực, v.v., để tạo điều kiện cho quá trình tái chế tiếp theo diễn ra tốt đẹp.

Quá trình xử lý trước thường kết hợp nghiền, xay, sàng và tách vật lý. Các phương pháp xử lý trước quan trọng bao gồm: (1) nạp trước; (2) tách cơ học; (3) xử lý nhiệt; (4) dung dịch kiềm; (5) hòa tan dung môi; (6) tháo rời thủ công, v.v. Bước 2: Tách vật liệu.

Giai đoạn tiền xử lý được làm giàu để thu được vật liệu điện cực hỗn hợp của điện cực dương và điện cực âm, nhằm tách riêng phần đồng thu hồi Co, Li, v.v., chiết xuất có chọn lọc vật liệu điện cực hỗn hợp. Quá trình tách vật liệu cũng có thể được chia thành công nghệ phân loại thu hồi khô, thu hồi ướt và thu hồi sinh học: (1) chiết xuất axit vô cơ; (2) chiết xuất sinh trắc học; (3) chiết xuất hóa học cơ học.

Bước 3: Làm sạch bằng hóa chất. Mục đích của nó là tách và tinh chế nhiều loại kim loại có giá trị gia tăng cao trong dung dịch thu được bằng quá trình ngâm chiết. Dung dịch chiết chứa nhiều nguyên tố như Ni, Co, Mn, Fe, Li, Al và Cu, trong đó Ni, Co, Mn, Li là nguyên tố kim loại quan trọng được thu hồi.

Sau khi điều chỉnh độ pH, lựa chọn Al và Fe được chọn và các nguyên tố như Ni, Co, Mn và Li trong nước ngâm được xử lý thêm. Các phương pháp tái chế thường được sử dụng bao gồm phương pháp kết tủa hóa học, phương pháp phân tích muối, phương pháp trao đổi ion, phương pháp chiết xuất và phương pháp điện phân. Các tuyến đường kỹ thuật và xu hướng trong pin lithium-ion mạnh mẽ trong và ngoài nước: Quá trình ướt và nhiệt phân nhiệt độ cao là quá trình tái chế chính thống so sánh với các công ty thu hồi pin chính thống của nước ngoài có thể được tìm thấy, hiện nay quá trình thu hồi pin lithium-ion chính thống là quá trình ướt và cụm từ nhiệt độ cao là chính, và một phần lớn đã được đầu tư vào giai đoạn sản xuất công nghiệp.

Kinh tế thu hồi lithium, mô hình tự tháo rời của nhà sản xuất pin hoặc mô hình tháo rời của bên thứ ba hiện đang là xu hướng chính kể từ năm 2015, với sự bùng nổ của ngành công nghiệp ô tô năng lượng mới và hướng phát triển của vật liệu pin (hướng tới vật liệu tam phân niken cao), giá coban, niken và lithium cacbonat / lithium hydroxit sẽ được thúc đẩy theo một biên độ nhất định. Điều này giúp có thể khôi phục lại tính kinh tế của pin lithium ion cũ đã qua sử dụng. Mức quãng đường trung bình mà xe ô tô cá nhân đi được ở nước tôi là khoảng 16.000 km.

Trong điều kiện sử dụng xe ô tô cá nhân, tuổi thọ hữu ích của xe điện/xe cắm điện hoàn toàn là khoảng 4 đến 6 năm; xe buýt, xe cho thuê, v.v. Các loại kim loại của pin lithium-ion động khác nhau. Theo các tổ chức có thẩm quyền, tỷ lệ các loại xe điện và điện dung lithium đạp xe được dự đoán là tương lai của pin lithium-ion động lực ở nước ta.

Theo ước tính, đến năm 2018, pin lithium-ion điện mới bị loại bỏ của nước tôi sẽ đạt 11,8GWH và kim loại tương ứng có thể tái chế là: niken 1,8 triệu tấn, coban 2.003.400 tấn mangan, 03.400 tấn; ước tính đến năm 2023, pin lithium-ion điện mới bị loại bỏ sẽ đạt 101GWH và kim loại tương ứng có thể tái chế là: niken 119.000 tấn, coban 230.000 tấn, mangan, 20.000 tấn lithium.

Cơ quan có thẩm quyền này dự kiến ​​sẽ có mức giảm giá khác nhau đối với các kim loại khác ngoài kim loại coban. Theo đó, năm 2018, quy mô thị trường kim loại tái chế sẽ đạt 1,4 tỷ nhân dân tệ.

Coban 870 triệu nhân dân tệ, 26 tỷ nhân dân tệ; đến năm 2023, giá trị thị trường của kim loại tái chế có thể đạt niken 8,4 tỷ nhân dân tệ, coban 7,3 tỷ nhân dân tệ, mangan mangan 850 triệu nhân dân tệ, 16.

6 tỷ nhân dân tệ lithium 14,6 tỷ nhân dân tệ. Bằng cách thiết lập một mô hình đánh giá kinh tế cho thu nhập của chi phí pin lithium-ion điện, thu nhập của đầu ra vật liệu thu hồi có thể được thực hiện theo mô hình toán học sau: BPRO biểu thị lợi nhuận thu hồi pin lithium-ion điện thải; CTOTAL biểu thị việc sử dụng pin lithium-ion điện thải Tổng doanh thu thu hồi được; CDepReciation biểu thị chi phí khấu hao của thiết bị pin lithium-ion động thải; CUSE biểu thị chi phí sử dụng quy trình thu hồi pin lithium-ion động thải; CTAX có nghĩa là thuế của công ty tái chế pin lithium-ion điện thải.

Chi phí sử dụng pin lithium-ion động tái chế và tái sử dụng là quan trọng để bao gồm (1) chi phí nguyên liệu thô; (2) chi phí vật liệu phụ trợ; (3) chi phí điện nhiên liệu; (4) chi phí bảo dưỡng thiết bị; (5) chi phí xử lý môi trường; (6) chi phí lao động. Xét trên ba phương diện biên lợi nhuận gộp, tính khả thi và tính bền vững, các tổ chức có thẩm quyền cho rằng mô hình nhà sản xuất pin trực tiếp tái chế hình thành chế độ vòng kín và cơ chế tháo dỡ chuyên nghiệp của bên thứ ba để mua pin thải cho nhà sản xuất pin là mô hình thu hồi điện lithium chính thống hiện nay và có hiệu quả kinh tế tốt hơn trong trường hợp thu hồi điện lithium tổng hợp. Giả sử: (1) Giá kim loại hiện tại (215.000 nhân dân tệ/tấn, niken 777 triệu nhân dân tệ/tấn, mangan 1 triệu nhân dân tệ/tấn, liti 700.000 nhân dân tệ/tấn, nhôm 126.000 nhân dân tệ/tấn, sắt 0.

2 triệu/Tấn) và không xem xét đến lợi ích thu hồi khác; (2) Xem xét việc sử dụng các loại pin lithium ion điện khác nhau (70% lithium sắt phosphate, 7% lithium manganate, ba nhân dân tệ 23%) Pin lithium ion thu hồi toàn diện; 3) Ngoại trừ các chi phí khác ngoài nguyên liệu thô: Các tổ chức chuyên nghiệp bên thứ ba mua lại pin lithium-ion thải từ các xưởng nhỏ và phân hủy biên lợi nhuận gộp, đạt 60%; tiếp theo là hình thức tái chế và chế biến của các liên minh ngành, biên lợi nhuận gộp 45%. Tuy nhiên, theo cả hai cách này, cách thứ nhất (bên thứ ba: mua xưởng nhỏ) có vấn đề về an toàn và môi trường, còn xưởng nhỏ hiện tại chưa nhận ra giá trị to lớn của ngành thu hồi lithium-điện, giá mua thấp nên cách tiếp cận này không có tính liên tục; cách thứ hai (liên minh ngành) hiện tại ít có khả năng do sự thống nhất của các quy định quản lý và môi trường pháp lý có liên quan, nhưng tương lai sẽ là một trong những xu hướng. Ba cách còn lại đều khả thi và bền vững, nhưng mô hình biên lợi nhuận gộp của các nhà sản xuất pin là trực tiếp tái chế và mua pin thải cho các nhà sản xuất, do đó các tổ chức có thẩm quyền tin rằng hai cách này sẽ cấu thành nên cách tái chế chính thống hiện nay.

Giá trị thu hồi của vật liệu pin ba thành phần cao hơn các loại pin lithium ion điện khác, chẳng hạn như thu hồi pin lithium-ion ba chiều, nhà sản xuất pin tái chế mô hình và mô hình tháo dỡ của bên thứ ba để nhà sản xuất pin sử dụng pin đã qua sử dụng Giá trị đầu tư chất lượng (2016) Biên lợi nhuận gộp lần lượt đạt 55% và 48%, ngành tái chế điện lithium sẽ dần đạt được tiêu chuẩn hóa, quy mô và liên minh ngành trong năm năm tới. Do hiệu ứng quy mô, nó sẽ có biên lợi nhuận gộp cao. Ngoài ra, chế độ tái chế của nhà sản xuất ban đầu và mô hình tháo dỡ của bên thứ ba để sản xuất pin thải vẫn có tính kinh tế cao.