鉅大LARGE | 點擊量：3635次 | 2022年09月01日
簡述當(dāng)前廢舊電池鋰提取技術(shù)介紹
4月17日，由中國電池聯(lián)盟、中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會電池專業(yè)委員會、中國高科技產(chǎn)業(yè)化研究會、清華大學(xué)、北京理工大學(xué)主辦的“第七屆汽車動力蓄電池回收再生暨二次電池回收與再生技術(shù)研討會”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)場文字實錄,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)。主要是幾個部分，一個是廢舊金屬鋰提取的意義，還有鋰提取技術(shù)的簡介，還有贛鋒在廢舊電池鋰工作的匯報。第一塊是環(huán)保和安全，大家都能理解，就是說廢舊電池對于環(huán)境會造成一定的污染，包括重金屬，我們主要是說鈷和鎳。有機溶劑的話主要是電解液中的有機溶劑，對水體和土壤造成的有機污染，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)險等等。
第二點是新能源動力電池的產(chǎn)業(yè)爆發(fā)，我們都知道，現(xiàn)在發(fā)展得非常快，這個鋰原料的資源瓶頸，剛剛高總也講了碳酸鋰的價格從2015年年底開始漲幅比較大，最高成交達(dá)到了18萬，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)碼的消費品和儲能市場，以及工業(yè)用的碳酸鋰。2018-2019年全球需求28.05萬噸和34.73萬噸，這個數(shù)字比較保守，到2020年的話，碳酸鋰的當(dāng)量需求是大概49萬噸。
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廢舊電池回收的社會價格大家比較熟悉，剛才高總也講到了鈷這一塊的回收資源主要是國外，特別是非洲剛果金這一塊，這個不詳細(xì)說了，鋰在中國是這樣的情況，目前我們包括，無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外為主，國內(nèi)有一些鹽湖確實也像青海、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，相對碳酸鋰的比例來說，不是很多，現(xiàn)在基本上五萬噸，未來有擴(kuò)散到十萬噸的能力，這個鹽湖提取鋰還是有一定的局限性。這個金屬的回收經(jīng)濟(jì)性角度來說，這是一個引用的白皮書的內(nèi)容，這個內(nèi)容就是說2020年中國電池的回收拆解梯級利用的總體市場規(guī)模達(dá)到了66.8億元，2020年達(dá)到了131億，這個數(shù)字比較保守，還有一個是2020年達(dá)到三百億，可能現(xiàn)在考慮到了梯次利用的計算方式吧。
然后鋰的話，這一塊統(tǒng)計出來是到2020年的回收鋰金屬達(dá)到1.05萬噸，到2025年的話，會達(dá)到5萬噸市場規(guī)模，這個市場的規(guī)模達(dá)到70個億，然后鋰提取技術(shù)這一塊的話，目前我們說，因為國內(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源，2025年會達(dá)到五萬噸的碳酸鋰當(dāng)量，掌握了鋰資源的渠道，技術(shù)企業(yè)會成為企業(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，目前主要國外是三大家，就是SQM和FMC和美國雅寶掌握了最好的全球資源，鎂鋰比相對比較低，智利的阿塔卡瑪?shù)柠}湖比較高，三百萬噸，阿根廷的鹽湖也是不錯的，F(xiàn)MC控制的，有一些技術(shù)的問題，也是賣中國一些初級碳酸鋰，還有美國的銀峰也是美國雅寶控制的，中國西藏有一個扎布耶鹽湖，開采的話，這幾年的量沒有放出來，資源稟賦來說這個鹽湖是最好的，另外是鹽湖股份的這一塊的。
鹵水提鋰這個比較專業(yè)，主要是沉淀法，通過濃縮結(jié)晶和碳化做成碳酸鋰的產(chǎn)品，這個產(chǎn)品基本上處于工業(yè)級的產(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，用吸附對比的選擇性經(jīng)濟(jì)效益的特點來實現(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)品氧化鎂來進(jìn)行綜合利用的方法，主要是國外的方法，這個缺點是煅燒過程中對設(shè)備的腐蝕比較大，會產(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的。
這是鹽湖的提鋰技術(shù)的比較，沉淀法很簡單，就是說工藝比較簡單，設(shè)備也簡單，但是缺點是說鹽損失很嚴(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)，主要對鋰的吸附性比較高，成本也不低，還要用到氫氧化鋰來更換，成本也不低，還有青海鋰業(yè)這一塊的產(chǎn)品從去年來看獲得了很大的改善，還是做得不錯的。還有溶劑萃取的法，包括博華和新華鋰業(yè)等其他的。
礦石提取的話，這里也有很多，就是說用石灰石煅燒，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)，我們概括起來就是火法加濕法的公益，這個概括不是特別的準(zhǔn)確，跟國外講的火法還是有區(qū)別的，通過煅燒的方法來獲得的工藝，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，我們在前期就這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，真正市場化也是2015年年底，直接原因是鋰價格的快速上漲，5到18萬，當(dāng)時我還負(fù)責(zé)銷售，每天一天一個價，確實這個廢電行業(yè)也有反應(yīng)比較快的，當(dāng)時把這個氟化鋰渣和鈣廢渣進(jìn)行氯化鋰溶液，以前贛鋒也有這個想法，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，肯定會被淘汰，現(xiàn)在掙的那點錢，而且現(xiàn)在的變相的鋰計價的，鎳鈷的話是虧本的，肯定是會算錢的，基本上每家都會考慮到鋰的回收，但是這個鋰是初級品，半成品，我們講這個磷酸鋰和初級的碳酸鋰，再把這個產(chǎn)品銷售給深加工的企業(yè)，高純的鋰鹽，碳酸比，主要是收費比較低，雜質(zhì)含量比較高，不穩(wěn)定，這個和技術(shù)要求比較高，也看投入。目前上來看市場上的磷酸鐵鋰提鋰的比較少，也就是兩三家，他們對磷酸鐵的提鋰不太感興趣，這個規(guī)?；奶徜?，無害化的企業(yè)比較少，一個是技術(shù)投入，一個是資金投入，比如說做電池碳酸鋰的投入的話還是比較大的，還有一個是確實這個經(jīng)濟(jì)性上比較差。然后就是說目前小企業(yè)存在的一個問題是鋰的收入比較低，只有六十到八十左右，這個收費的話按照現(xiàn)在的價格來說，是很難生存的。要產(chǎn)生這個廢渣的量也比較大，粉末來算的話，一噸粉末會產(chǎn)生接近的渣是1.7，1.8左右的樣子，將近兩噸，對渣來說的話也無法進(jìn)行消化和處理，特別是濕法的渣有很多的有機物，包括碳粉和PUDF等等有害成分，第三個是產(chǎn)品附加值經(jīng)濟(jì)性也差，是初級品，還需要進(jìn)一步的深加工，這一點來說的話，原材料的價格，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)算過來的話，就是說加起來可能有十幾家，目前來說的話，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了，很多小企業(yè)已經(jīng)放棄了磷酸的提取路線，因為經(jīng)濟(jì)賬上受不了了。
然后我們針對上述的問題，贛鋒在磷酸鐵鋰這一塊做了很多的工作，因為我們是做鋰的企業(yè)，目前也解決了一些問題，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，這個濕法來說的話這個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考慮做成磷酸鐵的產(chǎn)品。但實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，對肥料里面的磷酸鐵渣不是很感興趣的，因為他確實要主導(dǎo)商業(yè)化的產(chǎn)品的一致性還是存在問題，我們前面也做了很多的試驗。但是測出來的話，這個一致性上存在問題。
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。
針對三元電池的話，目前三元電池相對比較成熟，我們做這一塊的時間也不長，我們前期成立的比較早，2013年成立，我們買硫酸鋰來做的話也沒有什么太大積極性，我們后來從電池回收來作為原料，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，及過程中產(chǎn)生了大量的危廢渣的問題。而且成鋰的時候，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，對我們的氟例子引進(jìn)一，對FR的蒸發(fā)和熱吸和冷吸對設(shè)備這一塊還是有影響的。所以對傳統(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，就是說最后對鋰的利用是非常高的。因為我最后鋰損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。
我簡單介紹一下我們公司的情況，贛鋒的整個公司情況分為幾大板塊，五大板塊，現(xiàn)在一個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噸的，通過香港的贛鋒國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工廠，昨天碰到了同行也是做這一塊的，還有一個是鋰帶，我們主要是東莞的贛鋒蓄電池和新能源，還有光伏儲能，還有寧波的鋒鋰科技，是材料所的博士，對我們這一塊的電池比較重視，因為我們希望我們這一塊起來對我們的金屬銷售帶動很大，因為負(fù)極材料的金屬鋰超過鋰帶，因為全球的話，市場份額占了40%，所以這一塊我們想固態(tài)電池做一些研發(fā)，而且激勵政策也很大，當(dāng)時看了一下，好像是三年時間完成了對管理團(tuán)隊講1.9個億，特別大，前所未有。
廢舊電池這一塊的話，包括了幾個公司，有一個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)作為一個平臺，這里還有一個工廠。
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候產(chǎn)生氯化鋰溶液，我們把這個溶液回收，做成氯化鋰產(chǎn)品，也是一個閉環(huán)的循環(huán)利用，電池行業(yè)應(yīng)用時間不長，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，這一塊對我們來說比較簡單，相對比較成熟的技術(shù)了，至于說做化工的，就是說吸收沉淀這一塊，煅燒都是比較簡單的。這個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。
昨天講了很多的問題，但是這一塊我們還要加大對市場的布局和技術(shù)的開發(fā)，我們還需要沉下心來解決技術(shù)的問題，把磷酸鐵鋰的問題處理好，目前是建設(shè)一條18650和手機電池的處理生產(chǎn)線和動力電池的拆解線，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)超過了焚燒，我們這個電解液至少產(chǎn)生一個高溫焚燒的方式，因為我們那一塊的話，我們做化工，這一塊東西比較簡單，高溫焚燒直接煅燒了，包括我們環(huán)評也是按照這個方式做的，無害化的處理，最后以鋰碳的形式排放出來這一塊的回收，當(dāng)時和電解液的廠也做了一個溝通，現(xiàn)階段對這個還不是太感興趣。
2017年從肥料中提取的鋰化物折碳酸鋰是一千噸，2018年2500噸，目前來說是五千噸，相對五萬噸太小了，但是我們?nèi)坑梅柿献龅摹?019年的話，這個廢舊電池的話，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)到一萬噸的碳酸鋰的當(dāng)量，但是和原料也是有關(guān)的，實現(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，因為他們賣給我們的比較多，包括比亞迪、沃特瑪?shù)鹊?，目前和電池企業(yè)接觸得比較多，因為他們現(xiàn)在比較多的，磷酸鐵鋰最多的是邊角料和報廢的芯片，我們希望更多的和整車企業(yè)進(jìn)行更多的合作，希望能夠為這個行業(yè)做更多的事情。
謝謝大家。這是我們的核心價值觀，利用有限資源，創(chuàng)造無限價值。
