8000吨/年废旧三元锂电池回收工艺项目可行性报告

1 总  论

1.1 概述

1)  项目名称、主办单位名称

项目名称：8000吨/年废旧三元锂电池全封闭清洁回收工艺及其应用项目

项目性质：新建

项目总投资：15000万元

企业名称：

项目地址：

1.2 可行性研究报告编制的依据和原则

1)  编制依据

⑴                 工程设计研究院有限公司与              新材料有限公司签定的《8000吨/年废旧三元锂电池全封闭清洁回收工艺及其应用项目建设工程咨询合同》。

⑵                 新材料有限公司提供的设计基础资料及原料检测报告。

2) 可行性研究报告编制原则

⑴ 执行原化学工业部《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》（修订本）化计发（1997）426号。

⑵ 认真贯彻执行国家基本建设的方针政策和经济法规。

⑶ 重视环境保护，使生产装置的生产达到环保要求。同时严格执行国家有关生产及工业卫生的各项法令、法规，并做到环保措施与工程建设“三同时”。

⑷ 充分利用现有工厂提供的公用工程设施和环保设施，以节约投资，加快建设进度。

⑸ 技术选择上力求高起点，先进稳妥可靠，以较小的投入获取最大的经济效益;工艺生产充分考虑节能降耗，以降低成本。

⑹ 贯彻“工厂布置一体化、生产装置露天化、建构筑物轻型化、公用工程社会化、引进技术国产化”的“五化”设计原则。

⑺ 本着对国家负责、对建设单位负责的精神，力求对技术成熟程度，市场需求预测、建设条件、经济效益，“三废”治理等方面进行全面的考察研究，对8000吨/年废旧三元锂电池全封闭清洁回收工艺及其应用的可行性作出比较科学、合理的结论。

1.3、项目建设内容：8000吨/年废旧三元锂电池全封闭清洁回收工艺及应用。

1.4、项目提出的背景、投资必要性和经济意义

（1）项目承办单位基本情况(略)

（2）项目提出的背景废旧三元锂电池：近年来随着人们环境保护意识的不断提高以及自然资源的不断消耗，环境友好的三元锂离子电池被开发出来并得到广泛使用；三元锂离子电池具有工作电压高、体积小、质量轻、能量高、低污染、循环寿命长等优点，已成为移动电话、数码产品、便携式DVD等目标市场的绝对主力产品;另外，镍钴锰酸锂广泛用于锂离子电池三元正极活性材料，其具有高能量密度、高电压、循环性能好、操作安全的优势，特别适用于新能源汽车动力需求而得到广泛应用，大力推动了新能源汽车的发展，随着新能源汽车的大力发展，预计2023年后将有大量的废旧锂离子电池被淘汰(锂离子电池服务期限小于8年)，对环境污染及有价资源的回收将面临新的更严重挑战。

 

 

a.所以巨大的电池生产消费带来了数目惊人的废电池。虽然相对于一次电池，三元锂离子电池对环境的影响相对较小，但是三元锂离子电池的正、负极材料、电解液等物质对环境和人类的健康还是有很大危害的;据报道国外已将三元锂离子电池归类为一种包括易燃性、浸出毒性、腐蚀性、反应性等有毒有害性的电池，是各类电池中包含毒性物质最多的电池。长期以来我国未对大量废弃的三元锂离子电池进行特殊处理，其主要进行填埋处置;虽然现在也有一些企业开始了废锂离子电池的回收处理，然而由于技术和经济等方面的原因, 目前锂电池回收率还很低不到2%，给环境造成巨大威胁和污染，同时对资源也是一种浪费。

 

 

b.分析表明: 锂离子电池平均含钴12%～18% , 锂1. 2%～1. 8%, 铜8%～10% , 铝4%～8%, 壳体合金30%;以钴为例，一个重约40g的电池，含金属钴约6g(大约占15％)，按每年报废1亿只计，其中可回收的钴约为600吨，废旧锂离子电池中钴含量较钴精矿中含量还要高;可见实现废锂离子电池的资源化回收，能有效缓解我国金属资源的短缺问题。再生处理废旧锂离子电池能获得多种金属及其盐，根据目前该类产品的市场行情，将获得巨大的经济效益，这也是推动废旧锂离子电池回收处理行业发展的主要动力。

 

 

 

c.根据国家相关产业政策，利用废锂离子电池回收提取有色（稀贵）金属和生产产品的企业将享受国家税收优惠;并且在《废电池污染防治技术政策》（环发[2003]163号）中废锂离子电池被列入重点收集范畴，要求进行资源化再生或无害化处理处置;这些政策均体现了国家鼓励废电池回收的政策导向。因此,如何在治理“电池污染”的同时, 实现废旧电池有色金属资源尤其是钴的综合循环回收, 已成为社会关注的热点。

 

 

d.根据欧盟交易法及世贸组织最新规定：签于环境保护和资源紧缺二个方面原因,以后新能源汽车包括锂电池出口必须有百分之七十五以上回收废旧贵金属才行，否则无法出口;根据国际法及国家的相关规定，各大企业加大锂电池回收生产线的技术和产能投入势在必行,大手笔投入新能源锂电池回收行业的布局和开拓刻不用缓。

 

 

2. 处理技术

2.1、目前已经工业化应用的废旧锂离子电池处理技术主要有两类：①全湿法浸出处理技术；②火法煅烧与湿法浸出相结合处理技术。

1）湿法浸出处理主要包括电池破碎或剥离、酸浸出(盐酸、硝酸、硫酸等) 和分离(沉淀、络合、萃取等方法)等过程；具有投资少、成本低、建厂速度快、利润高、工艺灵活等优势；其操作条件温和，浸出温度一般小于80℃，但浸出液成分复杂，分离步骤较多；传统湿法处理工艺较复杂、资源回收率低和二次污染等问题影响了其被广泛推广。

 

 

2）火法与湿法相结合处理技术主要包括破碎或剥离(或直接进行焚烧)、焚烧或热处理和湿法浸出分离等过程；其特点是工艺相对简单，回收利用效率高，但一次性投资大、能耗较高，技术要求和运行成本都比较高；同时焚烧过程产生的烟气中可能产生二恶英类以及硫氧化物、氮氧化物等酸性气态污染物、烟尘和重金属污染物，需要配备专门的烟气净化处理设备，大大增加了废电池处理的成本。

3）在各种工艺中，酸浸加有机溶剂萃取是目前废弃电池回收处理工艺较为成熟的技术，其对设备的要求和处理成本与火法技术相比，都有很大的降低，同时也没有烟气净化的问题。但要想达到较高的效率，通常都需要进行多级萃取与反萃，这大大增加了工艺的复杂程度，使流程加长。同时会产生大量的废水，必须进行专门的处理以达标排放。另外，萃取剂价格昂贵。以上这些因素都使废弃电池处理的经济性降低，而产生大量废水若不进行适当的处理将造成二次污染。

2.2、由此可见，无论采用何种工艺都各有利弊，关键是要完善现行成熟工艺，实现废锂离子电池的资源化和无害化处理处置，以获得更好的环境、经济和社会效益。

 

 

3、项目投资

3.1 项目投资的意义

1）原料丰富：作为处理对象的废旧三元锂离子电池原料丰富。自1990年日本索尼公司将三元锂锂离子电池商品化以来，凭借其优越的性能，迅速占领二次电池市场，逐渐取代传统充电电池；近年来三元锂锂离子电池性能日臻完善，在“3C”市场，三元锂锂离子电池已占据明显优势，并且其应用正在迅速扩大；在未来三元锂离子电池的应用范围将不断拓宽，预计我国三元锂锂离子电池生产以年均35％的增长率持续发展；从现在的市场应用现状与将来的发展趋势来看，三元锂离子电池都占有举足轻重的地位；但所有的电池都有寿命，或者自身性能变差被淘汰，或者随着电子产品的更新而废弃；因此废旧三元锂离子电池的废弃量将相当可观；2006年，我国移动电话用户超4.4亿；假设平均每个用户三年更换一次手机，全球移动用户更新手机的周期平均在2年左右，每年会有至少2亿部手机被淘汰；这意味着我国每年大约会有4亿块手机电池（按1部手机配2块电池计算）废弃，我国废旧三元锂离子电池废弃量由此可见一斑。本项目拟回收来自废旧三元锂离子电池生产企业的废料和来自用户使用后的废旧锂电池，按金属价格的55%-65%回收，以保证回收量满足生产需求。

2）效益显著：根据废旧三元锂离子电池的材料组成分析，其中含有大量的有价金属。以手机电池为例，其中含有15%的钴、14%的铜、4.7%的铝、25%的铁、0.1%的锂。而2006年，钴、镍、铜、铝的市场价格分别达到了315000、312600、66888、21964万元/吨;我们通过对锂离子电池的正极废料铝钴膜回收处理生产草酸钴;结合市场行情，估算了处理1t铝钴膜的成本为13.5万元，销售收入19.0万元，纯利4.56万元;将1t铝钴膜换算为锂离子电池的量约为5t，若将锂离子电池中其它材料的价值与增加的加工费用抵消,则可推算处理1t锂离子电池可获纯利0.91万元;若建立一个年处理量为3000t的工厂,可获纯利2730万元(不包括政府补贴企业处理废固垃圾的费用);由此分析，回收利用废锂离子电池，将获得可观的经济效益和社会效益。

 

 

(未完、待续)