科创中国

新能源及节能技术,固体废弃物的处理与综合利用技术

2020年我国新能源汽车产销130万辆以上，按锂离子电池使用寿命5~8年测算，2025年退役动力锂电池将达***，其中三元电池占70%以上。退役三元锂离子电池集多资源属性和多污染属性于一体，其富含的锂、镍、钴、铜等战略金属在我国长期依赖于进口，而其中的电解液、重金属等有毒物质对环境的危害极为严重。传统的退役三元材料湿法处理工艺存在锂回收率低、酸浸条件较为苛刻、废水中COD含量高以及产出大量危废渣等难题。本项目总体思路是基于退役三元材料的组元特性，通过高效转化与精深分离两大技术手段，实现高效、高值化、绿色回收的目标。

(1) 提出退役三元材料自还原相转化技术，通过对物相转化的精准调控，将不同种类三元材料解离并转化为碳酸锂、镍/钴/锰单质和低价氧化物，同时有机物、氟、磷等有害组元一并脱除，实现多类型多组元原料无差别化处理，为有价金属的高值化全量回收奠定基础。 (2) 开发碳酸化水浸优先提锂新技术，通过多参数协同调控并研发三相强化浸出装备，实现锂的高效选择性浸出，锂回收率大于90%。在不加入昂贵的还原剂且浸出时间大幅降低的温和条件下，镍、钴、锰的浸出率高达99%。 (3) 集成优化萃取-吸附-超滤等多级提纯工艺与装备，开发晶体粒径大小、分布、晶型协同控制的结晶制备技术并自主研制自动化控制软件与装备，实现电子级、电池级高端产品的稳定生产。 (4) 基于污染物物相演变、迁移规律，提出毒害组分定向迁移与产品化利用技术，使绝大部分有机物、氟、磷进入气相进行无害化处理。浸出液中F、P、COD含量降低90%以上，废水处理成本大幅降低。利用NaF、Na3PO4在不同温度下的溶解度差异，实现氟、磷的分离与产品化利用。首次在工业上采用火法熔炼技术协同处理电池回收多种危废渣，实现危废渣近零排放。

项目团队：由广东光华科技股份有限公司、北京科技大学合作完成，其中，北京科技大学王成彦为项目负责人，负责总体技术方案设计，北京科技大学张家靓为实验室研究负责人，光华科技谭泽为产业化负责人。

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