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北京礦冶科技集團(tuán)有限公司、冶金研究設(shè)計(jì)所所長(zhǎng)王海北

　　4月17日，由電池聯(lián)盟、中國(guó)電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)電池專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)高科技產(chǎn)業(yè)化研究會(huì)、清華大學(xué)、北京理工大學(xué)主辦的“第七屆汽車動(dòng)力蓄電池回收再生暨二次電池回收與再生技術(shù)研討會(huì)”在北京隆重召開(kāi)，北京礦冶科技集團(tuán)有限公司、冶金研究設(shè)計(jì)所所長(zhǎng)王海北在會(huì)上做了題為《廢動(dòng)力電池回收技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性分析》的演講。以下為演講全文。

 

　　 (以下內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)文字實(shí)錄,未經(jīng)發(fā)言人本人審閱,僅供參考)

 

　　各位上午好！非常高興，電池聯(lián)盟提供這么好的機(jī)會(huì)，也非常興奮，看到一批民族企業(yè)取得這么好的成就。
 

　　動(dòng)力電池和動(dòng)力電池回收現(xiàn)在討論都很熱，對(duì)一些精準(zhǔn)市場(chǎng)也有非常大影響，比如像鎳，我們知道鎳主要應(yīng)用在不銹鋼行業(yè)，在電池比例比較低，但是最近硫酸鎳比例明顯高于動(dòng)力電池的價(jià)格。還有鈷77%都是用在電池上，它的市場(chǎng)價(jià)格受影響比較大。根據(jù)預(yù)測(cè)，未來(lái)相當(dāng)一段時(shí)間，估計(jì)會(huì)處在高價(jià)位，大家知道剛果金政策發(fā)生很多的變化，包括最近國(guó)際形勢(shì)，像美英法打敘利亞等等，有可能發(fā)生一些戰(zhàn)爭(zhēng)，往往戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)鈷的價(jià)格影響是比較大的。鋰這塊我不講了，現(xiàn)在鋰的價(jià)格也是比較高。
 

　　第二部分，重點(diǎn)講一下廢動(dòng)力電池回收的技術(shù)。分成三部分，第一部分，預(yù)處理，不管是用火法還是濕法，預(yù)處理是必不可少的。第二個(gè)就是火法冶煉技術(shù)，第三是濕法冶煉技術(shù)。我有一個(gè)小問(wèn)題和大家交流一下，前段時(shí)間我看到物資再生協(xié)會(huì)牽頭搞了一個(gè)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，我也看了一下，雖然我沒(méi)有參會(huì)，但是里面有一些概念在我們冶金行業(yè)，我們需要探討一下。關(guān)于濕法和火法的概念，比如說(shuō)你的干燥，噴燒，焚燒，這在冶金都屬于濕法的范疇，火法是熔池熔煉，所以有機(jī)會(huì)大家可以進(jìn)一步探討一下。
 

　　關(guān)于預(yù)處理，第一個(gè)就是機(jī)械的破碎和分選，現(xiàn)在也有一些技術(shù)，比如說(shuō)通過(guò)切割破碎進(jìn)行磁選，重選，渦電選礦等方式將鐵、銅、鋁、正極材料粉末、塑料等分離。像德國(guó)的弗勞恩霍夫應(yīng)用研究協(xié)會(huì)采用脈沖的方式將正極粉末材料從鋁片上剝離，取得了很好的效果。還有自動(dòng)化切割和選擇性分離的技術(shù)也在研究，把電池通過(guò)一些機(jī)械方式切割完以后，選擇性把正負(fù)極材料選擇出來(lái)，將來(lái)如果正極材料是不是可以通過(guò)直接的修復(fù)，不通過(guò)一系列的濕法，又萃取分離，再生產(chǎn)硫酸鎳，硫酸鈷，搞三元合成，這個(gè)過(guò)程是很復(fù)雜的，是不是有可能通過(guò)成分調(diào)控進(jìn)行直接的修復(fù)。第三個(gè)就是焚燒，在一定的溫度下，通常情況下不會(huì)超過(guò)900度，超過(guò)就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)問(wèn)題，一個(gè)是鋁會(huì)發(fā)生一些變化，二就是鎳氧化物會(huì)發(fā)生變化，使得鎳在濕法冶金過(guò)程降低。第二類就是火法的熔煉技術(shù)，采用火法熔煉技術(shù)處理廢舊電池可分為兩種方法，一是采用電爐還原熔煉生產(chǎn)鎳鈷合金，然后合金再進(jìn)行濕法精煉分離提純鎳鈷，目前采用火法熔煉單純處理電池材料還沒(méi)有規(guī)模化生產(chǎn)。第二就是現(xiàn)在提倡協(xié)同冶煉，因?yàn)樵偕�冶煉和原生礦冶煉不一樣，面臨的原料很復(fù)雜，包括種類和成分變化很大，這個(gè)時(shí)候就需要進(jìn)行協(xié)同冶煉技術(shù)方案，包括日本一些企業(yè)采用熔池熔煉爐，進(jìn)行配料以后進(jìn)行熔煉，再吹練，再進(jìn)行濕法的精煉。比如說(shuō)這是一個(gè)奧斯買(mǎi)特爐模型，把物料和溶劑進(jìn)行搭配以后進(jìn)入到爐子，通入氧氣，產(chǎn)出一個(gè)銅基的合金，有銅、鎳、鈷等金屬，煙氣部分需要有一些特殊的處理，收塵、驟冷等。這個(gè)流程相對(duì)比較簡(jiǎn)短，另外原料的適應(yīng)性比較強(qiáng)，另外一個(gè)最重要的就是環(huán)保，現(xiàn)在企業(yè)面臨的環(huán)保壓力都非常大，經(jīng)過(guò)高溫的過(guò)程，它產(chǎn)出的渣是一般固廢，不是危廢。另外，在高溫條件下，金屬的捕收率是非常高的。不足的地方，一個(gè)是火法投資比較大，另外就是在這個(gè)過(guò)程中，鋰的回收相對(duì)難度大一些。還有一個(gè)鋁就損失掉了，因?yàn)槎荚煸�了，利用不了了。我們�?duì)有毒有害的元素，因?yàn)樵陔姵乩铮�氟的走向分布比較復(fù)雜，我們做了一些研究，這是研究的結(jié)果和模型，在高溫下超過(guò)600度的時(shí)候，我們特別研究了1000度到1300度，超過(guò)600度的時(shí)候，氟和硫酸鋁很容易分解，起初是分解出幾種氟化物，在這個(gè)過(guò)程中，當(dāng)遇到水的時(shí)候，它會(huì)立即變成氟化氫，水的存在是氟化氫產(chǎn)生的很重要的條件，這個(gè)圖是我們?cè)诤��?.5%情況下，我們發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生氟化氫的趨勢(shì)是非常明顯的。這是一個(gè)爐子煙氣主要成分，除了氟化氫，還有一氧化碳，二氧化碳，氮?dú)猓�還有一些硫。這組試驗(yàn)反映了在不同水分的條件下，這組數(shù)據(jù)還是非常明顯，隨著水分的降低，氟化氫的產(chǎn)出量顯著降低。在這個(gè)過(guò)程中，我們也提出了一些解決方案，防止氟化氫的產(chǎn)生，一個(gè)是在熔煉過(guò)程中加入少量石灰石，因?yàn)榉�化鈣相對(duì)穩(wěn)定，在熔煉過(guò)程中會(huì)進(jìn)入到渣里去。第二個(gè)就是在爐子的煙氣洗滌過(guò)程中加入少量的水玻璃，腐蝕性就低了。第三就是盡可能降低入爐原料的含水量，剛才講了氟化氫的產(chǎn)生和含水率是密切相關(guān)的。
 

　　第二個(gè)，關(guān)于磷的走向，在這個(gè)過(guò)程中，它取決于熔煉爐的氣氛，如果是氧化的條件下，磷主要是以磷酸鈣進(jìn)入到熔煉渣里，這個(gè)沒(méi)有問(wèn)題，我們處理過(guò)程中，這個(gè)時(shí)候就會(huì)被還原成單質(zhì)磷，如果含磷高會(huì)進(jìn)入到金屬，對(duì)后續(xù)的冶煉來(lái)講增加了一定的困難。
 

　　第三個(gè)部分就是濕法冶金技術(shù)，可以分成預(yù)處理，浸出等。一個(gè)是預(yù)處理，主要是將金屬鋁選擇性溶解。第二個(gè)是堿的預(yù)處理，加入一定的氫氧化鈉，氯酸鈉溶液可以生產(chǎn)氫氧化鋁，作為煉鋁的材料。第二就是浸出液鎳、鈷、錳的分離，這比較成熟，通常采用萃取方案，在這個(gè)過(guò)程中我需要重點(diǎn)提的是關(guān)于鋰這塊，如果我們前面沒(méi)有選擇性分離鋰的話，萃取過(guò)程中它會(huì)進(jìn)入到鎳的萃取里，目前在再生過(guò)程中，對(duì)于再生利用產(chǎn)出的硫酸鎳中，鋰的限制目前還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)，只是每個(gè)企業(yè)根據(jù)自己的情況掌握，比如說(shuō)控制在200還是300ppm，如果說(shuō)不進(jìn)行特殊處理的話，鎳和鋰的分離在萃取過(guò)程中還是有一定的困難。

　　關(guān)于鋰的回收也有兩個(gè)方法，第一個(gè)比較傳統(tǒng)，就是酸浸完以后進(jìn)入到溶液里了，從最終的萃取后液中蒸發(fā)濃縮，采用過(guò)飽和碳酸鈉溶液沉淀碳酸鋰，這個(gè)成本還是比較高的。第二個(gè)就是鋰的選擇性分離，在前端是不是可以先把鋰分離出來(lái)，再去回收鎳、鈷、錳，目前這個(gè)技術(shù)還是有的。這是關(guān)于技術(shù)方面目前的情況。
 

　　第四部分介紹一下技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。剛才都講了梯次利用，是退役電池回收的方向，但是這里也存在一些不確定性。第一，我們中國(guó)人還是要在利舊的觀念上還是要做一些普及，現(xiàn)在人們生活水平越來(lái)越高，包括個(gè)人，包括公司，可能寧可用新的東西，對(duì)二次的東西可能不太接受，這是一個(gè)。第二個(gè)，就是安全責(zé)任的歸屬問(wèn)題，比如這個(gè)東西進(jìn)行重組以后又用了，后續(xù)的安全問(wèn)題誰(shuí)來(lái)負(fù)責(zé)，這也是一個(gè)不確定性。第三個(gè)就是關(guān)于電池檢測(cè)和重組技術(shù)，目前還需要進(jìn)一步完善。第四就是潛在的市場(chǎng)，雖然我們都說(shuō)，比如說(shuō)儲(chǔ)能用在低速車上，包括我們和鐵塔公司合作，目前還是處于預(yù)測(cè)和嘗試階段，還沒(méi)有形成一個(gè)真正成熟的市場(chǎng)。第二個(gè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，就是協(xié)同冶煉的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程為我們企業(yè)提供了很大的空間，包括成長(zhǎng)空間，實(shí)際上現(xiàn)在很多企業(yè)，包括在座的企業(yè)，你不管是用火法工藝還是濕法工藝，要達(dá)到企業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)，要想盈利，你不太可能僅僅處理電池的東西，可能搭配一些鎳鈷負(fù)極物，氫氧化物等等達(dá)到企業(yè)盈利的水平，這就是協(xié)同冶煉的過(guò)程，這是非常重要的。第三，就是智能化精細(xì)化的分離技術(shù)，這個(gè)是將來(lái)一個(gè)很重要的發(fā)展方向。還有一個(gè)非全萃的技術(shù)，目前開(kāi)發(fā)的濕法冶金技術(shù)還都是從溶液中將鎳提取出的。
 

　　第三大部分就是關(guān)于經(jīng)濟(jì)性這塊，在深圳的會(huì)上我也介紹了一下，電池回收它的價(jià)值還是非常高的，我們大概算了一下，綜合回收價(jià)值大概有4萬(wàn)塊錢(qián)左右，比我們?cè)谏嚼锿诘V價(jià)值多吧，現(xiàn)在從山里挖礦都處于盈利的邊緣，有的甚至還虧損。這是火法熔煉的生產(chǎn)成本，剛才講了采用熔池熔煉，整個(gè)處理下來(lái)，一噸鎳的成本大概23000多左右，鈷提純有45000左右，這個(gè)主要是前面的預(yù)處理比火法復(fù)雜，萃取過(guò)程中，雜質(zhì)的總量比經(jīng)過(guò)火法以后要高不少，包括環(huán)保處理成本等等，應(yīng)該說(shuō)從道理上來(lái)講比火法要高。另外就是和現(xiàn)在煉鎳的企業(yè)相比，比如說(shuō)從紅土礦里冶煉，現(xiàn)在打算大概需要8萬(wàn)塊錢(qián)成本，如果不算紅土礦，從鎳鈷附基物成本大概在2萬(wàn)5到3萬(wàn)之間。從上面的數(shù)據(jù)可以看得出來(lái)，廢舊動(dòng)力電池回收和從礦里提取鎳相比，那是非常有優(yōu)勢(shì)的，另外也解決了環(huán)保的問(wèn)題。從未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)講，火法比濕法我個(gè)人認(rèn)為應(yīng)該是更具有優(yōu)勢(shì)。
 

　　這是我以上的報(bào)告，謝謝。有一些不對(duì)地方請(qǐng)批評(píng)指正。謝謝。