钜大LARGE | 点击量：3602次 | 2022年09月01日
简述当前废旧电池锂提取技术介绍
4月17日，由中国电池联盟、中国电子节能技术协会电池专业委员会、中国高科技产业化研究会、清华大学、北京理工大学主办的“第七届汽车动力蓄电池回收再生暨二次电池回收与再生技术研讨会”在北京隆重召开，江西赣锋循环科技有限公司总经理谢绍忠在会上做了题为《废旧电池锂提取技术介绍》的演讲。以下为演讲全文。
（以下内容根据现场文字实录,未经发言人本人审阅,仅供参考）
我给大家介绍一下废旧电池锂提取技术。主要是几个部分，一个是废旧金属锂提取的意义，还有锂提取技术的简介，还有赣锋在废旧电池锂工作的汇报。第一块是环保和安全，大家都能理解，就是说废旧电池对于环境会造成一定的污染，包括重金属，我们主要是说钴和镍。有机溶剂的话主要是电解液中的有机溶剂，对水体和土壤造成的有机污染，有害气体是含氟的气体，像氟化氢，另外是废旧锂电池本身是存在高压，直流电等爆炸的风险等等。
第二点是新能源动力电池的产业爆发，我们都知道，现在发展得非常快，这个锂原料的资源瓶颈，刚刚高总也讲了碳酸锂的价格从2015年年底开始涨幅比较大，最高成交达到了18万，这是碳酸锂的涨幅曲线。
这主要是下游的碳酸锂的需求，包括新能源汽车，还有数码的消费品和储能市场，以及工业用的碳酸锂。2018-2019年全球需求28.05万吨和34.73万吨，这个数字比较保守，到2020年的话，碳酸锂的当量需求是大概49万吨。
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-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
废旧电池回收的社会价格大家比较熟悉，刚才高总也讲到了钴这一块的回收资源主要是国外，特别是非洲刚果金这一块，这个不详细说了，锂在中国是这样的情况，目前我们包括，无论是赣锋还是天齐主要的锂资源是澳大利亚，以锂辉石为主，目前的用量的话基本上是以国外为主，国内有一些盐湖确实也像青海、西藏的盐湖，但是资源禀赋差一些，特别是自然的限制，开发难度比较大，镁锂比比较高，从开始的一千，两千吨，到现在的六七千吨，相对碳酸锂的比例来说，不是很多，现在基本上五万吨，未来有扩散到十万吨的能力，这个盐湖提取锂还是有一定的局限性。这个金属的回收经济性角度来说，这是一个引用的白皮书的内容，这个内容就是说2020年中国电池的回收拆解梯级利用的总体市场规模达到了66.8亿元，2020年达到了131亿，这个数字比较保守，还有一个是2020年达到三百亿，可能现在考虑到了梯次利用的计算方式吧。
然后锂的话，这一块统计出来是到2020年的回收锂金属达到1.05万吨，到2025年的话，会达到5万吨市场规模，这个市场的规模达到70个亿，然后锂提取技术这一块的话，目前我们说，因为国内的锂提取技术分为卤水和盐湖，就是矿石提取，主要是湿法和火法的技术，这几天我们讲到了这两个技术很多，我们想卤水和矿石提取的方法中有没有借鉴的情况，这两种方法能不能用到提取，一块是锂矿石的对煅烧是火法，一千多度，另外是卤水法做的湿法，这两种法目前我们比较熟悉，能不能用到电池这一块也是我们需要思考的，未来的锂资源回收是基于卤水和矿石之外的第三大锂资源的来源，2025年会达到五万吨的碳酸锂当量，掌握了锂资源的渠道，技术企业会成为企业新能源汽车中非常具有发展潜力的企业。
这是现在我们想的探讨第三种的锂提取方法，根据目前的现有技术，卤水提锂的话，目前主要国外是三大家，就是SQM和FMC和美国雅宝掌握了最好的全球资源，镁锂比相对比较低，智利的阿塔卡玛的盐湖比较高，三百万吨，阿根廷的盐湖也是不错的，FMC控制的，有一些技术的问题，也是卖中国一些初级碳酸锂，还有美国的银峰也是美国雅宝控制的，中国西藏有一个扎布耶盐湖，开采的话，这几年的量没有放出来，资源禀赋来说这个盐湖是最好的，另外是盐湖股份的这一块的。
卤水提锂这个比较专业，主要是沉淀法，通过浓缩结晶和碳化做成碳酸锂的产品，这个产品基本上处于工业级的产品，后面需要到深加工厂进行加工才能做到含量的要求，主要是钠钾镁比较高。另外是吸附法，用吸附对比的选择性经济效益的特点来实现从稀溶液体里提取的方法。煅烧法主要是根据镁的非产品氧化镁来进行综合利用的方法，主要是国外的方法，这个缺点是煅烧过程中对设备的腐蚀比较大，会产生盐酸氯化氢。而且蒸发量也比较大，能耗也比较大，目前这个方法没有放开的原因是环保。还有就是电渗析法，还有萃取法及现在应用的比较广泛，包括博华等这一块也是做得不错的。
这是盐湖的提锂技术的比较，沉淀法很简单，就是说工艺比较简单，设备也简单，但是缺点是说盐损失很严重，不利于综合利用，煅烧法是主要产生氯化氢的气体腐蚀比较大，蒸发量也比较大，能耗比较高。吸附法的话主要是盐湖锂业，主要对锂的吸附性比较高，成本也不低，还要用到氢氧化锂来更换，成本也不低，还有青海锂业这一块的产品从去年来看获得了很大的改善，还是做得不错的。还有溶剂萃取的法，包括博华和新华锂业等其他的。
矿石提取的话，这里也有很多，就是说用石灰石煅烧，磷酸盐煅烧，还有硫酸法等等，这一块在锂行业相对比较成熟的技术了。但是都离不开火法煅烧，都是一千多度。这一块大家讲的很多了，我也是过一下，就是电池回收的锂提取主要是分火法和湿法。
我们赣锋利用锂辉石和卤水还是有一定的积累，我们从这两种方法中提取锂的技术，我们概括起来就是火法加湿法的公益，这个概括不是特别的准确，跟国外讲的火法还是有区别的，通过煅烧的方法来获得的工艺，我们提取了萃取法和沉淀法和矿石的焙烧法的工艺。另外这几天大家谈到了废旧矿石也是城市矿山，如何和其他的城市矿山协同处理，或者我们理解电池就是一种矿，就是一种资源，能不能通过高温冶炼的方法和原矿一起煅烧，这是我们值得思考的地方，技术创新上能不能做一些工作，我们后面王老师讲的硫酸氢钠的低温焙烧，我们在前期就这一块也做了沟通和交流。
赣锋的涉足废旧锂电池的背景，我们真正电池提锂的话比较晚，真正市场化也是2015年年底，直接原因是锂价格的快速上涨，5到18万，当时我还负责销售，每天一天一个价，确实这个废电行业也有反应比较快的，当时把这个氟化锂渣和钙废渣进行氯化锂溶液，以前赣锋也有这个想法，但是没有经济性，就没有涉足。2015年到现在锂一直维持高位，每家都考虑到了锂回收，如果不考虑锂回收的话根本活不下去了，肯定会被淘汰，现在挣的那点钱，而且现在的变相的锂计价的，镍钴的话是亏本的，肯定是会算钱的，基本上每家都会考虑到锂的回收，但是这个锂是初级品，半成品，我们讲这个磷酸锂和初级的碳酸锂，再把这个产品销售给深加工的企业，高纯的锂盐，碳酸比，主要是收费比较低，杂质含量比较高，不稳定，这个和技术要求比较高，也看投入。目前上来看市场上的磷酸铁锂提锂的比较少，也就是两三家，他们对磷酸铁的提锂不太感兴趣，这个规模化的提锂，无害化的企业比较少，一个是技术投入，一个是资金投入，比如说做电池碳酸锂的投入的话还是比较大的，还有一个是确实这个经济性上比较差。然后就是说目前小企业存在的一个问题是锂的收入比较低，只有六十到八十左右，这个收费的话按照现在的价格来说，是很难生存的。要产生这个废渣的量也比较大，粉末来算的话，一吨粉末会产生接近的渣是1.7，1.8左右的样子，将近两吨，对渣来说的话也无法进行消化和处理，特别是湿法的渣有很多的有机物，包括碳粉和PUDF等等有害成分，第三个是产品附加值经济性也差，是初级品，还需要进一步的深加工，这一点来说的话，原材料的价格，现在保持高位或者是继续上涨的话，小企业做磷酸铁锂已经有门槛了，设置磷酸铁锂，大概我的印象中2017年做磷酸铁锂的大小企业算过来的话，就是说加起来可能有十几家，目前来说的话，真正磷酸铁锂的企业也就是两三家，有一家在我们这里加工，大部分的磷酸铁锂到赣锋这里来了，很多小企业已经放弃了磷酸的提取路线，因为经济账上受不了了。
然后我们针对上述的问题，赣锋在磷酸铁锂这一块做了很多的工作，因为我们是做锂的企业，目前也解决了一些问题，我们采用的和别人不一样，采用的是火法和湿法相结合的方式，有害气体，高温煅烧包括粘贴剂等等产生氟化氢的气体，包括一些吸收和碳粉的煅烧，产生的渣是变成一般的固废，这个湿法来说的话这个渣有很多的有害成分，而且最关键的是解决了固废渣的销售问题，另外一家在我们这里做的嘉宾主要是固废渣没有办法处理，这一块我们做了很多的工作，包括前期我们也做过考虑做成磷酸铁的产品。但实际上我们和我们下游很多企业做的交流，主要和我们客户做磷酸铁锂的话，对肥料里面的磷酸铁渣不是很感兴趣的，因为他确实要主导商业化的产品的一致性还是存在问题，我们前面也做了很多的试验。但是测出来的话，这个一致性上存在问题。
所以我们目前找到了销售的渠道，主要解决了环保的问题。
我们也做了一些专利，废电池的提锂和磷酸亚铁锂肥料中回收锂制备电池的方法，还有磷酸亚铁锂肥料中提取的方法。
针对三元电池的话，目前三元电池相对比较成熟，我们做这一块的时间也不长，我们前期成立的比较早，2013年成立，我们买硫酸锂来做的话也没有什么太大积极性，我们后来从电池回收来作为原料，采用的路线是火法加湿法的路线和传统工艺中的双氧水的冒槽，及过程中产生了大量的危废渣的问题。而且成锂的时候，传统的方法加氟化蜡进去，引出氟例子，也成锂，最后的去氯液的硫酸钠，是要蒸发燃烧的，成为固体的，对我们的氟例子引进一，对FR的蒸发和热吸和冷吸对设备这一块还是有影响的。所以对传统的方法提锂可能不太一样，我后面集中提锂了，不引氟例子进去，以前的企业是硫酸钠外排的，现在的环保要是越来越严，现在已经要做成固体了，做成固体的话，这一块也可以，就是说最后对锂的利用是非常高的。因为我最后锂损失主要是硫酸钠里面含有少量的锂的损失。
这一块也做成了专利，包括了制备除锰的情况。
我简单介绍一下我们公司的情况，赣锋的整个公司情况分为几大板块，五大板块，现在一个是包括锂资源的开发，锂盐新材料的生产，锂金属冶炼和锂电池制造和废旧电池回收这五大板块，确实赣锋这几年在开发上做很多的工作，今年的话大概是四十万吨的，通过香港的赣锋国际控制了很多的盐湖的资源，锂盐主要是传统的氯化锂等，主要是火法和湿法两个工厂，昨天碰到了同行也是做这一块的，还有一个是锂带，我们主要是东莞的赣锋蓄电池和新能源，还有光伏储能，还有宁波的锋锂科技，是材料所的博士，对我们这一块的电池比较重视，因为我们希望我们这一块起来对我们的金属销售带动很大，因为负极材料的金属锂超过锂带，因为全球的话，市场份额占了40%，所以这一块我们想固态电池做一些研发，而且激励政策也很大，当时看了一下，好像是三年时间完成了对管理团队讲1.9个亿，特别大，前所未有。
废旧电池这一块的话，包括了几个公司，有一个是江苏公司做的是梯次利用，还有一块是回收这一块是以赣锋循环作为一个平台，这里还有一个工厂。
赣锋从事锂回收有十几年的历史，最早从我们的金属锂产品，主要是给医药行业的客户做催化剂用的时候产生氯化锂溶液，我们把这个溶液回收，做成氯化锂产品，也是一个闭环的循环利用，电池行业应用时间不长，我们是2016年年初成立的电池回收，主要做的产品是碳酸铝优化和三元前躯体的生产和销售，公司占地约200亩，预留200亩，地方比较大，现在基本上建成了磷酸铁锂和三元废旧处理的生产线，这是我们火法的生产线，包括含氟尾气的工段，这一块对我们来说比较简单，相对比较成熟的技术了，至于说做化工的，就是说吸收沉淀这一块，煅烧都是比较简单的。这个湿法的处理是磷酸铁锂的车间的照片和三元前躯体的车间的照片。
昨天讲了很多的问题，但是这一块我们还要加大对市场的布局和技术的开发，我们还需要沉下心来解决技术的问题，把磷酸铁锂的问题处理好，目前是建设一条18650和手机电池的处理生产线和动力电池的拆解线，18650是一年处理一千多拆解能力的话，现在是两千吨的样子，含氟尾气的回收已经超过了焚烧，我们这个电解液至少产生一个高温焚烧的方式，因为我们那一块的话，我们做化工，这一块东西比较简单，高温焚烧直接煅烧了，包括我们环评也是按照这个方式做的，无害化的处理，最后以锂碳的形式排放出来这一块的回收，当时和电解液的厂也做了一个沟通，现阶段对这个还不是太感兴趣。
2017年从肥料中提取的锂化物折碳酸锂是一千吨，2018年2500吨，目前来说是五千吨，相对五万吨太小了，但是我们全部用肥料做的。2019年的话，这个废旧电池的话，我们大概是做成碳酸锂是三千吨的规模，这个锂提取这一块做到了最前面。
二次建完了以后，应该含锂的，提锂的能力达到一万吨的碳酸锂的当量，但是和原料也是有关的，实现规模化处理电子废料，目前我们合资的公司，做磷酸铁锂的企业比较多，因为他们卖给我们的比较多，包括比亚迪、沃特玛等等，目前和电池企业接触得比较多，因为他们现在比较多的，磷酸铁锂最多的是边角料和报废的芯片，我们希望更多的和整车企业进行更多的合作，希望能够为这个行业做更多的事情。
谢谢大家。这是我们的核心价值观，利用有限资源，创造无限价值。
