废锂电池--废旧电池回收行业废水处理整体解决方案

从环境保护角度考虑，锂离子电池主要由正极活性材料、负极石墨、隔膜、电解液、导电剂、有机粘结剂等材料构成，且电池中富含锦／钻／猛等金属离子、氟以及有机物，这些物质都会对土壤、水体、大气等生态环境造成严重破坏。

从资源回收利用角度分析，锂离子电池材料中正极活性材料占比普遍高于30%，充分体现了锂离子电池中含有丰富的有价金属元素。退役锂电池材料中的铜、钻和锂含量远高于铜、钻精矿中的铜和钻含量（含钻2.12%、含铜1.48%）及锂矿中的含量（1.4%~2.2%)。根据材料平衡计算，在现有的回收工艺中，每回收1吨锂离子电池可产生约5013美元的利润。

废旧电池回收的基本流程如下，在对锂电池内容关键材料进行回收之前需要进行预处理将物理性质相同或相似的材料分离出来，减少能耗，提高回收效率。预处理主要包括进行放电失活处理、热处理、拆解粉碎及分离等。

▲废旧动力电池回收利用流程图

热处理可以分为低温及高温处理：低温处理可以凝固电解液，降低金属锂的反应速度，从而使拆解和粉碎过程更稳定但成本高；高温处理的优点是可以降解粘结剂和易挥发的组分，便于后续材料回收；缺点是电解液无法回收，同时会产生HF等有害气体。经过破碎才能将电极上的活性物质释放出来，而这一过程对于后续湿法冶金工艺来说尤为重要。破碎后可采用更加精细的分离方法分离不同类型的材料，例如磁选、涡流分离、静电分离、重选以及泡沫浮选。

预处理之后得到的废旧电极材料需要进行进一步回收。虽然大部分研究集中在正极材料中的有价值金属回收，但负极材料及电解液的回收研究也越来越受到重视。目前工业上处理废旧锂离子电池的方法主要是通过湿法回收和火法回收工艺进行回收资源化，当然还有直接回收也是一个重要的途径。

湿法回收技术是一种指通过浸出将正极活性材料中的有价金属氧化物溶解成金属离子进入溶液中，再对浸出液进行沉淀、离子交换、溶剂萃取和电解等处理来去除杂质或分离金属来回收有价金属的方法。湿法冶金具有能耗低、回收纯度高的优点，但其工艺复杂，会产生大量废水废气等有害排放。

火法冶金技术指利用高温下的物理或化学转化，从废旧锂离子电池材料中回收精炼有价金属，对所得合金和渣分别处理并进一步提纯金属单质。其由于操作相对简单，处理量大，在工业上应用很广泛，但也有着能耗高、回收率低的缺陷。

因废旧电池回收废水中含硫酸盐物料（镍钴锰硫酸盐）品种繁多，目前各类废旧电池种类众多，主要有锂离子电池、镍氢电池和镍镉电池。废旧电池回收废水水质复杂，处理难度大。

废水危害：废旧电池回收废水处理的含硫酸盐物料（镍钴锰硫酸盐）废水成分复杂、有毒、有害处理难度大。这些废旧电池中含有大量的有价金属，如镍、钴、铜、铝、铁、锂 等，因此回收废旧电池不仅能产生巨大的经济效益，而且可减少电池中有害物质。

废旧电池回收废水处理难点：由于废旧电池回收行业是新兴行业，目前的处理方法均或多或少的存在局限性，尚未设计出合理简单、成本低廉、处理效率高的符合该行业废水特点的水处理工艺，各中小型企业在回收过程中，往往怯步于处理系统的高造价和高运行成本。大型企业通常采用超滤-反渗透工艺对初滤水做进一步处理，所得水质可达生活用水标准。

处理方法：废旧电池回收废水处理的方法主要电解法、化学沉淀法、生物吸附法、离子交换法等，四种方法各有优缺点，电解法并不适用于低浓度的重金属废水处理，可能需要配备提浓设施；化学沉淀法在对重金属处理过程中会产生大量的废渣，若不对其进行二次处理，极有可能产生二次污染；生物吸附法不适用于高浓度的污水环境，且菌种对于环境温度、气压等要求苛刻；离子交换法适用于低浓度废水处理，并且系统中的交换沸石、树脂等需要频繁清洗，定期更换，整个系统维护成本高，运行成本高。

针对高浓度的废旧电池废水可考虑进入蒸发结晶系统，进行污水处理。