6億塊廢棄鋰電池 拉響資源再利用警鐘
我國廢棄鋰電池增速驚人
鋰電池商品以其電壓高、體積小、質量輕、循環壽命長、自放電率小、能量密度大的優越性能，迅速大規模地進入市場，逐漸取代傳統充電電池。由于鋰電池性能日臻完善，應用范圍還將不斷拓寬，2010年我國鋰電池產量達13.5億只，并以年均15％的增長率持續增加。目前，我國已成為鋰電池最大的生產、消費和出口國。
然而，巨大的消費之后是驚人的廢棄。據統計，2010年全國移動電話用戶達到8.59億戶，如果平均每個用戶兩年以內更換一部手機，每年會有2.86億部手機被淘汰。按1部手機配2塊電池計算，就意味著我國每年大約會有5.72億塊手機電池廢棄。我國鋰電池廢棄量由此可見一斑。
分析表明：鋰電池平均含鈷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克的電池，含金屬鈷約6克，按每年報廢1億只計算，即可回收大約600噸鈷，廢鋰電池中的鈷含量比鈷精礦含量還高！實現廢鋰電池的資源化回收，可以有效緩解我國有色金屬資源的短缺，還可獲得巨大的經濟效益，這也是推動廢鋰電池回收處理行業發展的主要動力。
雖然鋰電池比起一次性電池對環境的影響小些，但是它的正負極材料、電解液等物質對環境和人類的健康仍然有很大的危害，美國已將其歸為各類電池中包含毒性物質最多的電池。我國對大量廢棄鋰電池的處理方式主要還是填埋，由于技術和經濟等原因，目前鋰電池回收率不足2%，既給環境造成巨大威脅和污染，同時也是一種資源浪費。
濕法回收技術規模化應用競爭力強
常州今創博凡能源新材料有限公司與高校合作，建立了以江蘇技術師范學院、江蘇省貴金屬深加工技術及其應用重點實驗室為技術支撐的課題組，立項研究從廢鋰離子電池中回收有價金屬，經過3年研發，解決了生產中操作復雜、流程長、有機溶劑對環境造成危害等不利因素，縮短了工藝流程，降低了耗電量，提高了金屬回收率、純度和回收量，形成“每年8000噸廢鋰電池金屬全封閉清潔回收工藝及其應用”成果。
項目屬于固體廢棄物資源化利用應用領域，技術原理是采用濕法冶金技術進行有色金屬的分離和回收，包括浸出、溶液凈化與富集、溶劑萃取等，另外還采用電冶金技術即電積最終獲得單質金屬產品。
技術路線是：首先對廢鋰電池進行預處理，包括放電、拆解、粉碎、分選；拆解后的塑料及鐵外殼回收；分選后的電極材料進行堿浸出、酸浸出、除雜后，進行萃取。萃取是關鍵一步，將銅與鈷、鎳分離；銅進入電積槽進行電積產生電積銅產品；經萃取后的鈷、鎳溶液再進行萃取分離，這時經過結晶濃縮，直接得到鈷鹽和鎳鹽；或者經萃取分離的鈷、鎳分別進入電積槽中，得到電積鉆和電積鎳產品。電沉積工序的鉆、銅、鎳回收率達99%,品級分別達到99.98%、99.95%和 99.2%～99.9%，硫酸鈷、硫酸鎳產品等都達到相關標準。
此項目在最優化的研究成果前提下，進行規模化、產業化的研發和建設，建成一條年回收量達8000噸的廢鋰離子全封閉清潔生產線，回收得到鈷1500噸、銅1200噸和鎳420噸，總產值超過4億元。將濕法回收重金屬技術進行規模化應用，經了解在國內還未見，在國外也不多見。這項成果對全國廢鋰電池金屬資源回收具有一定的指導作用，成功地填補了國內空白；清潔環保，成本低，利潤高，在同類企業中具有較大的競爭優勢。
工藝路線和設備有待規模化
采用濕法回收工藝，整合、簡化工藝流程，整套工藝能耗低，產品回收率高。浸出工序采用3次回流浸出，提高浸出率至98.7%；高效的銅、鈷萃取劑將銅、鈷萃取分離出來，并富集成高濃度的硫酸銅液、硫酸鈷液，使之滿足電解沉積的工藝要求，提高了回收重金屬的效率。電沉積工序電壓和電流密度降低，節省電耗。整個工藝流程回收率高，是高值化生產工藝。
電積工序中，產生的少量硫酸霧廢氣用集氣罩負壓抽風收集處理，減少了廢氣排放；電積完的貧電積液，其中銅離子含量很低而硫酸濃度提高，作為反萃洗滌液或浸出液循環使用，綜合利用率高。生產過程大都通過泵輸送，各貯槽、循環槽、洗滌槽、萃取箱和電積槽均是封閉的，過程控制嚴密，機械化自動程度較高，減少了跑冒滴漏引起的原輔料損耗，也減少了污染物的無組織排放。
進行末端“三廢”的治理
電積工序和萃取工序產生的硫酸霧、鹽酸霧用堿液噴淋吸收處理，去除率高，廢氣排放量少。廢水經處理后達標排放，濾渣、廢渣用來做水泥、磚等建筑材料，固廢處理處置率達到100%，實現污染達標排放。
廢鋰電池是危險廢棄物，但從中回收重金屬，最終得到電解鈷、電解銅和電解鎳等高附加值產品，可作為鋰電池的生產原料，同時形成規模化的生產線，較好地實現了區域內資源的循環利用。國內也僅處于研究階段，尚未見到規模化生產的報道。
項目采用粉碎分選一浸出一萃取－電積及濃縮結晶工藝回收廢鋰電池中的銅、鈷、鎳等有價金屬，不僅對各個工序進行最優化研究，提高了酸浸出率和產品的純度，而且整合縮減了工藝流程，降低了工藝操作的復雜性，降低回收成本，同時還提高工藝靈活度。根據市場調整產品種類，最終能得到電積鈷、電積銅和電積鎳等高附加值產品，又能得到硫酸鈷、硫酸鎳等生產鋰電池的原料，實現了資源的循環利用。此外，還考慮到生產過程中產生的廢氣、廢水、廢渣等，加入環保治理環節，進行清潔生產，達到污染達標排放的目標。經中國資源綜合利用協會組織專家組對項目進行科技成果鑒定，確定水平為國際領先。
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廢鋰電池的有效利用環保和經濟效益明顯
鋰電池壽命再長也有廢棄的那一天，使用越廣泛、銷量越大，廢鋰電池也就越多。大量報廢的鋰電池若不進行合適的處理，將帶來一系列的問題，包括占用大量的堆放空間、造成環境污染等。廢棄的鋰電池雖然不含對環境有危害的重金屬，但長期堆放可能使外殼受到腐蝕，造成電解液泄露，進入環境的有機電解液也將造成污染。因此，減輕對環境的危害是目前處理廢棄鋰電池所需要解決的課題之一。
廢棄的鋰電池中含有大量不可再生且經濟價值高的金屬資源，如鈷、鋰、鎳、銅、鋁等，如果能有效地回收處理廢棄或不合格的鋰電池，不僅能減輕廢銼電池對環境的壓力，還可以避免造成鈷、鎳等金屬資源的浪費。因此，開發高效且環境友好的工藝與相應設備對廢鋰電池中的有價成分進行分離回收，是建設資源節約型和環境友好社會的迫切需求。
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