Ⅰ 镍钴锰三元材料锂离子动力电池会污染环境吗
镍、钴、锰作为重金属元素,其处理不当确实可能导致环境污染,尤其是对水体造成的影响更为显著。这类重金属元素一旦进入水体,将难以自然分解,可能长期存在于环境中,对生态系统和人类健康构成威胁。
在镍钴锰三元材料锂离子动力电池的生产和废弃处理过程中,如果不进行有效的管理和控制,极有可能导致重金属元素泄露,进而污染土壤和水源。例如,生产过程中产生的废水若未经妥善处理,直接排放到自然水体,将直接对水生生物和水质造成严重破坏。
除此之外,废弃的动力电池若处理不当,也可能引发环境问题。这些废旧电池若随意堆放或非法倾倒,其内部的重金属元素将逐渐溶解,最终污染地下水和地表水。而这些重金属一旦进入食物链,将对人体健康造成潜在危害。
因此,对于镍钴锰三元材料锂离子动力电池的生产和废弃处理,必须采取严格的环保措施,以减少重金属污染的风险。这包括在生产过程中实施严格的废水处理程序,以及在废弃处理阶段采用安全、科学的方法进行回收和处置,确保重金属得到有效控制和管理。
总之,镍钴锰三元材料锂离子动力电池在处理不当的情况下确实可能对环境造成污染,尤其是水体污染问题更为严重。通过采取有效的管理和控制措施,可以最大限度地减少这种污染风险,保护环境和人类健康。
Ⅱ 锂离子电池拆解风险分析与建议
概述
根据废旧电池的种类和包装情况,对其进行拆解,分选出电池外壳、BMS、线束等外包装。在对电芯进行破碎、热解等操作,分选出铜、铝等集流体,得到电池粉。接下来,通过浸出、选择性提锂等工序,得到石墨渣、硫酸锂液、金属液等,其中石墨渣进入石墨回收生产线得到再生石墨,硫酸锂液经过除铜铝等工序进入碳酸锂合成车间生成电池级碳酸锂,金属液经过除杂等工序后进入磷酸铁或多远前驱体合成车间,生产出磷酸铁或多元前驱体。
一、废旧三元锂离子电池包
1、预处理工段
(1)拆解放电工序:检查电池包外观结构,放电后进行处理。进入拆解程序,拆卸盖板、固定件、高压安全盒、线束和模组。电池单体采用电阻放电形式再放电。
(2)电池破碎工序:用双轴-单轴破碎,保护环境并监控温度和氧气含量。破碎产生的尾气使用喷淋塔吸收,破碎后的物料进入烘干系统。
(3)热解工序:物料在真空干燥机中干燥,回收大部分电解液。干燥后的物料通过水冷螺旋进入振动筛,分离出极片、外壳混合料。
(4)粉碎分选:金属物料经过处理后,得到电池粉和金属物料。电池粉送至浸出车间,金属物料进行比重分选得到金属铜和金属铝。
2、极片处理工段
废旧三元材料电极片经过多级破碎系统处理,机械振打使电池材料脱落,筛分得到金属铝、正极粉。破碎过程产生的粉尘气经过旋风收尘、布袋除尘后排出。
3、电池粉浸出除杂工段
(1)浸出工序:三元电池粉和硫酸混合均匀,泵入反应釜,过滤得到硫酸锂溶液和镍锰钴固体。镍钴锰固体浆化后转入浸出车间反应釜继续浸出。
(2)除铁铝工序:将得到的除铜后液转入除铁铝反应釜,加入二氧化锰和碳酸钠,生成沉淀物,进行下一步工序处理。
(3)除钙镁工序:加入氟化钙,沉淀钙镁离子,反应完成后过滤得到除钙镁后液。滤渣为氟化钙镁渣,转入固废暂存库。
4、萃取工段
(1)P204萃取工序:三元电池粉浸出后的除钙镁后液,采用萃取剂P204进行萃取除杂,分离液体相和有机相。有机相反萃再生,一段反萃得到的硫酸锰溶液用于生产三元前驱体。
(2)P507萃取工序:使用P507萃取剂进行提纯,镍钴等物质进入有机相。有机相反萃再生,得到的硫酸镍钴溶液用于生产三元前驱体。
(3)萃取废水处理工序:含杂质的反杂液进行沉淀、过滤和洗涤处理,分别得到锌锰渣、磷锰渣和滤液,处理后送至固废暂存库。
5、三元前驱体合成工段
(1)原料配制:硫酸镍、硫酸钴和硫酸锰晶体原料配制成金属盐溶液。
(2)共沉淀-陈化工序:在反应釜中搅拌生成镍钴锰氢氧化物,保温陈化一段时间。
(3)过滤-碱洗工序:离心机脱水后,碱水洗涤,滤渣返回陈化工段再利用,废水送至脱氨塔处理。
(4)水洗、干燥、混批-过筛-除磁和包装工序:进行水洗、干燥、混批、过筛、除磁和包装,作为成品入库用于正极材料生产。
二、废旧磷酸铁锂电池包
主要工艺包括废旧磷酸铁锂电池包预处理工段、磷酸铁锂浸出浸出除杂工段、萃取工段、磷酸铁锂前驱体合成工段、废水处理工段。
上述工艺中预处理工段与三元电池相同。主要工序包括酸浸、除铜、除铁铝、除磷、除钙、一次沉淀、一次过滤洗涤、一次焙烧、溶解、配料和磷酸铁合成工段。
三、原料辅料及其化学品
公司主要原料为废旧电池包、废旧磷酸铁锂电池包、废旧三元电池、废旧磷酸铁锂电池、废旧三元正极片边角料、废旧磷酸铁锂正极片边角料、三元NMP浆料、磷酸铁锂NMP浆料等,辅料原料包括氢氧化钠、硫酸、过氧化氢、盐酸、碳酸钠、氨水等。
四、DCS安全控制要求
根据生产过程特性及工艺操作要求,在浸出车间、合成车间、萃取车间、蒸发结晶、除杂车间、罐区及废水处理等设置现场操作控制室,实现分散控制、集中管理的现代化管理要求。重要参数监控包括温度、压力、液位、成分分析、调节系统和连锁保护系统,以及动力设备的电流、状态、程序启停及变频控制。
五、工业电视监控系统设置
设置网络型工业电视监控系统,满足安全要求及实时监控装置区重要部位,使管理人员在控制室一目了然,及时发现故障、火灾及安全隐患。系统采用树形网络方式,摄像头根据各区域特点采用不同类型的摄像机,实现集中监视、集中控制和分散布置监视点的监控功能。
Ⅲ 什么材料适合做锂电池正极废水该如何处理
随着新能源 汽车 、电子产品的发展,锂电池的需求也随着越来越大。而正极材料是锂电池的核心之一,市面上的正极材料有钴酸锂、磷酸铁锂以及三元材料。三元材料是镍钴锰酸锂Li(NiCoMn)O2,是长续航、快充等新能源 汽车 的正极材料。
三元材料主要是以三元前驱体材料(镍钴锰氢氧化物)、碳酸锂以及各种添加剂制成。先把原材料和添加剂按一定比例投入高速混合机中进行混合,再将混合物在辊道窖里进行加热处理,随后运用粉碎机进行粉碎,通过包裹剂将粉碎过后的物质进行包裹,再次加热以及粉碎,最后经过检验可以进行入库。
原材料都是粉末状的,因此设备上会残留部分的原材料或者反应不充分的材料,导致清洗设备时,废水就会含有原材料的残留物,这也是三元材料废水主要来源之一。还有就是日常清洁车间地坪废水,组成了三元材料废水的主要来源。
原材料含钴离子、锰离子、锂离子以及其他添加剂。因此三元材料废水污染物里会含有这些金属离子、COD、SS、氨氮等污染物,这些物质生物难以降解,且属于重金属物质,无法直接排入水体,需要经过废水处理工艺达标后才能排入水体。
以下是部分三元材料废水处理工艺,实际需要结合废水情况进行调节。
1.物理法,格栅是由一组平行的金属栅条制成的金属框架,斜置在废水流经的渠道上,或泵站集水池的进口处,用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物。可以将三元材料废水中的大颗粒物质进行拦截,进而回收可用物质。
2.物化处理法,分离去除水中的重金属,将废水经过提升泵抽送的作用下抵达到沉淀池,投入絮凝剂(抽送过程可投入)。其中悬浮物的胶体及分散颗粒在分子力的相互作用下生成絮状体且在沉降过程中它们互相碰撞凝聚,其尺寸和质量不断变大,沉速不断增加,最后沉淀。
3.气提法,除去水中大部分氨氮,把水蒸气通入废水中,当废水中的蒸汽压超过外界压力时,废水就开始沸腾,这样就加速了挥发物质从液相转入汽相的过程。另外当水蒸汽以气泡形式穿过水层时,水与气泡之间形成自由表面,这时液体就不断地向气泡内蒸发扩散,当气泡上升到液面时就破裂而放出其中挥发性物质。
三元材料还是有局限性,也涉及到价格与安全问题,所以磷酸铁锂在市场上还是有竞争力。三元材料不断地发展成为了趋势,而废水处理不仅是可以降低企业的成本,还能将有用物质进行回收再利用。