三元電池回收碳酸鋰及前驅(qū)體工藝流程說明書

廢舊三元電池回收碳酸鋰及前驅(qū)體工藝說明書目錄目錄工藝流程圖工藝流程說明反應(yīng)方程式說明主要原輔料及能耗主要原輔料性質(zhì)實(shí)驗(yàn)室主要物料主要設(shè)備清單設(shè)備與產(chǎn)能匹配分析物料水平衡元素平衡9、產(chǎn)品指標(biāo)1、鎳鈷錳/鋁前驅(qū)體制備工藝一、產(chǎn)品方案產(chǎn)品方案生產(chǎn)線名稱分子式設(shè)計(jì)能力年運(yùn)行時(shí)數(shù)NCM前驅(qū)體原料生產(chǎn)線鎳鈷錳前驅(qū)體Ni(1-x-y)CoxMny(OH)2（一般x=0.2,y=0.2）50000噸/年7200NCA前驅(qū)體原料生產(chǎn)線鎳鈷鋁前驅(qū)體Ni(1-x-y)CoxAly(OH)2（一般x=0.15,y=0.05）10000噸/年7200二、主要原輔材料主要原輔材料消耗情況序號(hào)原料名稱主要組成數(shù)量t/a性狀備注1廢舊鎳鈷錳酸鋰動(dòng)力電池LiNi(1-x-y)CoxMnyO2（一般x=0.2,y=0.2）10萬固態(tài)報(bào)廢電池回收及電池生產(chǎn)、使用單位廢棄的電池及廢料，粉體材料含量以20%計(jì)2廢舊鎳鈷鋁酸鋰動(dòng)力電池LiNi(1-x-y)CoxAlyO2（一般x=0.15,y=0.05）5萬固態(tài)3含鎳原料氫氧化鎳粗產(chǎn)品Ni(OH)22萬固態(tài)16%4硫酸鎳粗產(chǎn)品NiSO42萬固態(tài)20%5碳酸鎳粗產(chǎn)品NiCO33萬固態(tài)10%6其它鎳料-3萬固態(tài)10%7含鈷原料氫氧化鈷粗產(chǎn)品Co(OH)21萬固態(tài)20%8碳酸鈷粗產(chǎn)品CoCO32萬固態(tài)10%9含錳原料工業(yè)硫酸錳MnSO4晶體0.15萬固態(tài)31.8%10含錳廢料-2萬固態(tài)10%11工業(yè)硫酸鋁Al2(SO4)3晶體0.14萬固態(tài)9%12硫酸（98%）H2SO49萬液態(tài)市場(chǎng)采購(gòu)13液堿（32%）NaOH12萬液態(tài)14P204C16H35O4P15液態(tài)15P507C16H35O3P15液態(tài)16磺化煤油-70液態(tài)17氨水NH3H2O4.5萬液態(tài)18水-192萬液態(tài)市政管網(wǎng)19純水-150萬液態(tài)工業(yè)水廠合計(jì)20天然氣-2473.92萬Nm3/h氣態(tài)供氣管網(wǎng)合計(jì)2473.92萬Nm3/h三、工藝流程對(duì)廢舊廢鎳鈷錳酸鋰動(dòng)力電池、鎳鈷鋁酸鋰電池在10%氯化鈉溶液中進(jìn)行放電處理，然后進(jìn)行初步拆解、破碎分選，得到電池材料粉體。對(duì)獲得的電池材料粉體先經(jīng)過酸溶溶解、提純提純后，得到純凈的MSO4溶液（M為Ni、Co、Mn）。1）酸溶將電池材料粉體進(jìn)行漿化，然后泵入溶解反應(yīng)釜添加硫酸溶液進(jìn)行酸溶。酸溶的目的主要是提取電池材料粉體中的有價(jià)金屬（Co、Ni、Mn等），同時(shí)對(duì)混合溶液進(jìn)行初步提純。將電池材料粉體與一定濃度的硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)即可生成MSO4溶液（M為Ni、Co、Mn）等。酸浸過程中需用蒸汽加熱到60℃左右，有利于反應(yīng)的進(jìn)行。加入輔料（NaOH調(diào)節(jié)pH）去除鐵、鋁等雜質(zhì)后，經(jīng)壓濾機(jī)壓濾進(jìn)行固液分離（濾渣采用三級(jí)逆流洗滌，最后一次洗滌用自來水，洗滌后液作二洗的洗滌水，二洗后液作一洗的洗滌水，一級(jí)洗滌后液回用作溶解底水，洗滌廢渣委外處置），得到的溶解溶液進(jìn)行提純提純。2）提純提純的目的主要是分離純化和富集。將MSO4溶液（M為Ni、Co、Mn）送至提純槽中，進(jìn)行多級(jí)逆流提純，可得到純凈的MSO4溶液（M為Ni、Co、Mn）。采用凈化后的MSO4溶液（M為Ni、Co、Mn），進(jìn)入三元前驅(qū)體合成工序。3）配料工序配料過程主要為料液和堿液的配制，將MSO4溶液（M為Ni、Co、Mn）和純水按照要求加入到配料釜中進(jìn)行溶解和充分混勻，同時(shí)把30%的氫氧化鈉溶液送至配堿釜中，加入純水混勻均勻，分別配制到工藝指標(biāo)要求。其中料液配制后需要進(jìn)行過濾，以除去不溶物，過濾后的濾液送至儲(chǔ)料桶中待用，濾渣定期進(jìn)行集中收集。4）反應(yīng)工序?qū)⑴渲频牧弦?、堿液和氨水通過計(jì)量連續(xù)進(jìn)入反應(yīng)釜反應(yīng)，通過對(duì)溫度、pH值、轉(zhuǎn)速等條件指標(biāo)的控制，生成水不溶物混合金屬氫氧化物，反應(yīng)基本在密閉中進(jìn)行，揮發(fā)的氨氣通過管道收集進(jìn)入吸收塔。其中堿液在反應(yīng)中作為沉淀劑，氨水作為絡(luò)合劑參與反應(yīng)過程。MSO4+NH3?H2O→M(NH4)3++SO42-+OH-M(NH4)3++3NaOH→M(OH)2↓+NH3?H2O+3Na+其中：M為：Ni、Co、Mn。M(OH)2為Ni(1-x-y)CoxMny(OH)2（一般x=0.2,y=0.3）5）陳化工序反應(yīng)后的物料需要在常壓下進(jìn)行陳化，以便更加有利于得到結(jié)晶較好的產(chǎn)物。6）固液分離工序陳化后物料經(jīng)離心機(jī)進(jìn)行固液分離。固液分離后的母液進(jìn)入精密過濾器進(jìn)行固液分離，母液進(jìn)入氨氮廢水資源化處理系統(tǒng)（本項(xiàng)目配套新增的氨汽提回收工序），以回收其中的氨和重金屬物料。母液的主要成分為含氨、鎳、鈷、錳及硫酸鈉的廢水。（7）洗滌工序由于物料中殘留少部分母液雜質(zhì)，需要通過洗滌去除其中殘留的雜質(zhì)，以便達(dá)到雜質(zhì)指標(biāo)合格的物料，高濃度洗水進(jìn)入與母液成分一致，進(jìn)入氨氮廢水資源化處理系統(tǒng)（本項(xiàng)目配套新增的氨汽提回收工序），低濃度洗水進(jìn)入現(xiàn)有氨氮吹脫系統(tǒng)處理。8）干燥工序離心過濾洗滌后的物料仍然含有一定量的水份，需要進(jìn)行殘留的水份烘干才能得到干燥的氫氧化鎳鈷錳產(chǎn)品。9）過篩除鐵工序由于后續(xù)產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)產(chǎn)品雜質(zhì)、安全性能等方面的要求，需要對(duì)干燥混合后的物料進(jìn)行過篩、除鐵等處理，以便對(duì)機(jī)械雜質(zhì)、磁性異物進(jìn)行最大程度上的分離。四、排污分析鎳鈷錳（鎳鈷鋁）三元前驅(qū)體合成工藝產(chǎn)排節(jié)點(diǎn)分析類別生產(chǎn)環(huán)節(jié)排污節(jié)點(diǎn)主要污染物措施及去向廢氣電池預(yù)處理廢破碎分選工序G1粉塵、HF經(jīng)“袋式除塵+堿吸收塔”后通過24m排氣筒排放酸溶溶解工序G2硫酸霧、HF經(jīng)收集由堿洗塔處理后，通過24m排氣筒排放提純提純工序G3揮發(fā)有機(jī)溶劑（提純劑）無組織（采用密閉提純槽，攪拌機(jī)處設(shè)置水密封）NCM（NCA）三元前驅(qū)體合成合成工序G4氨氣收集后由吸收塔（稀硫酸噴淋）處理后24m排氣筒排放干燥工序G5H2O車間散排篩分包裝工序G6粉塵少量無組織排放噪聲各工序點(diǎn)三元前驅(qū)體材料生產(chǎn)線N噪聲廠房密閉、基礎(chǔ)減震、隔聲罩，加強(qiáng)維護(hù)廢水辦公生活生活污水/COD、氨氮、SS、BOD、動(dòng)植物油化糞池處理電池預(yù)處理放電液W1鹽分、油分、SS等定期外排至廠區(qū)污水處理站洗渣工序W2Co、Ni、Mn等作為溶解底水返回至溶解/漿化工序使用提純廢水W3/W4油分、Co、Ni、Mn等進(jìn)入配套新增廢水處理站NCM（NCA）三元前驅(qū)體合成前驅(qū)體合成母液W5鹽分、氨、Co、Ni、Mn等前驅(qū)體洗滌廢水W6鹽分、氨、Co、Ni、Mn等固體廢物電池預(yù)處理動(dòng)力電池拆解工序S1線路板進(jìn)入公司內(nèi)部線路板處理線-鐵、鋁等集中打包外售廢舊電池破碎（動(dòng)力電池）工序S2塑料進(jìn)入公司內(nèi)部塑料處理線-銅、鐵、鋁等主要為銅，進(jìn)入公司銅處理線酸溶溶解工序S3溶解渣委托有資質(zhì)單位處置NCM（NCA）三元前驅(qū)體合成配料工序S4配料渣配料渣返回溶解用作原料氨氮資源化系統(tǒng)S5沉渣沉渣主要成分為Co、Ni、Mn等，返回給溶解車間使用除磁性物質(zhì)S6磁性廢料主要成分為前驅(qū)體，返給溶解做原料鎳鈷錳（鎳鈷鋁）三元前驅(qū)體合成工藝流程圖五、物料平衡電池預(yù)處理工序物料平衡表（單位：t/a）輸入（t/a）輸出（t/a）序號(hào)名稱用量序號(hào)名稱產(chǎn)生量去向1廢鎳鈷錳酸鋰電池1000001不銹鋼、鋁等90000外售2廢鈷酸鋰電池500002線路板1200內(nèi)部利用3集流體12000外售4塑料3000內(nèi)部利用5電芯外殼15000外售6隔膜4500委托處置7失活電池粉體24266下步工序8有機(jī)廢氣10.5進(jìn)入配套環(huán)保設(shè)施9粉塵23.5總計(jì)150000總計(jì)107000年產(chǎn)5萬噸NCM、1萬噸NCA前驅(qū)體物料衡算表（單位：t/a）輸入（t/a）輸出（t/a）序號(hào)名稱用量備注序號(hào)名稱產(chǎn)生量備注1失活電池粉體材料24266廢動(dòng)力電池拆解1NCM前驅(qū)體50000產(chǎn)品2鎳原料100000粗產(chǎn)品以及含鎳廢物2NCA前驅(qū)體100003鈷原料30000粗產(chǎn)品3提純廢水1684094進(jìn)配套擴(kuò)建污水處理站4錳原料21500粗產(chǎn)品以及工業(yè)級(jí)產(chǎn)品4合成母液9649085工業(yè)硫酸鋁1400工業(yè)級(jí)產(chǎn)品5合成洗水11007006液堿120000溶解、合成6洗渣水60000回用7氨水45000合成7損耗水135000/8純水1500000產(chǎn)品洗滌8壓濾渣S3147466委外處置9新鮮水1920000漿化溶解9配料渣S45回用10蒸汽30000010磁性物質(zhì)S61011提純劑10011硫酸霧G25412濃硫酸9000012揮發(fā)提純劑G3113氨G42714篩分包裝粉塵2總計(jì)4152266合計(jì)4152266六、水平衡“6萬噸三元前驅(qū)體項(xiàng)目”水平衡圖（單位：t/d）污染物產(chǎn)排情況“6萬噸三元前驅(qū)體項(xiàng)目”污染物產(chǎn)生及排放情況污染物名稱污染物來源處理前污染物組成擬采取治理措施及去向處理后污染物組成廢氣電池破碎拆解G1顆粒物：3.263kg/h、326.4mg/m3布袋除塵+堿洗塔+24m排氣筒顆粒物：0.139kg/h、46.33mg/m3HF：1.458kg/h、145.8mg/m3HF：0.0292kg/h、2.917mg/m3酸溶溶解G2H2SO4：7.5kg/h、375mg/m3二級(jí)堿洗塔+24m排氣筒H2SO4：0.75kg/h、37.5mg/m3HF：1.458kg/h、145.8mg/m3HF：0.063kg/h、3.125mg/m3合成反應(yīng)G4NH3：3.125kg/h、156.25mg/m3二級(jí)稀酸吸收塔+24m排氣筒NH3：0.188kg/h、7.50mg/m3天然氣燃燒NOX：6.43kg/h、137.31mg/m3-NOX：6.43kg/h、137.31mg/m3SO2：0.069kg/h、1.47mg/m3-SO2：0.069kg/h、1.47mg/m3合成車間NH3：0.27t/a顆粒物：2.0t/a提純車間非甲烷總烴：1.0t/a廢水生活廢水4.0m3/d,SS：350mg/L；COD：400mg/L；BOD5:200mg/L；氨氮：25mg/L；動(dòng)植物油：20mg/L化糞池+污水處理有限公司處理4.0m3/d,SS：10mg/L；COD：50mg/L；BOD5:10mg/L；氨氮：5mg/L；動(dòng)植物油：1mg/L放電液2.7m3/dSS：300mg/L；COD：200mg/L；BOD：100mg/L沉淀+污水處理有限公司處理2.7m3/dSS：10mg/L；COD：50mg/L；BOD：10mg/L提純廢水4900m3/dCo20mg/L；Ni60mg/L；Mn20mg/L；COD250mg/L；BOD100mg/L；鹽分5g/L除油+重金屬回收+RO濃縮+MVR脫鹽+污水處理有限公司處理3429m3/dCo0.1mg/L；Ni0.2mg/L；Mn0.1mg/L；COD50mg/L；BOD10mg/L；鹽分500mg/L洗水3600m3/dCo10mg/L；Ni30mg/L；Mn10mg/L；Al10mg/L；氨800mg/L、鹽分5g/LRO濃縮+汽提+MVR脫鹽+污水處理有限公司處理2520m3/dCo0.1mg/L；Ni0.2mg/L；Mn0.1mg/L；Al0.1mg/L；氨5mg/L、鹽分500mg/L固廢線路板1200公司內(nèi)部利用0塑料3000銅、鐵、鋁等90000外售集流體12000電芯外殼15000隔膜4500委外處置壓濾渣S3147466廢礦物油10氟化鈣渣280配料渣S45公司內(nèi)部利用磁性物質(zhì)S610回收渣S5205收集粉塵23生活垃圾30環(huán)衛(wèi)清運(yùn)噪聲工藝設(shè)備破碎機(jī)、物料泵、風(fēng)機(jī)、混料機(jī)、空壓機(jī)是主要噪聲源，其源強(qiáng)80~95dB（A），經(jīng)廠房隔聲、基礎(chǔ)減震等措施后，噪聲值為60~65dB（A）2、碳酸鋰回收制備工藝一、產(chǎn)品方案（1）產(chǎn)品方案循環(huán)再造碳酸鋰15000噸/年，硫酸錳晶體20000噸/年，副產(chǎn)硫酸鈉32700噸/年。主產(chǎn)品及產(chǎn)能情況詳見下表所示。項(xiàng)目主產(chǎn)品方案序號(hào)產(chǎn)品名稱生產(chǎn)規(guī)模（t/a）類別產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)去向1碳酸鋰15000主產(chǎn)品YS/T582-2013外售2硫酸錳晶體20000主產(chǎn)品HG/T2962-2010自用/外售7硫酸鈉32700副產(chǎn)品GB/T6009-2014外售二、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)碳酸鋰產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見下表。電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（YS/T582-2013）Li2CO3含量%雜質(zhì)含量，不大于%NaMgCaKFeZnCuPbSiAlMnNiSO42-Cl-≥99.50.0250.0080.0050.0010.0010.0030.00030.00030.0030.0010.00030.0010.080.003硫酸錳晶體產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見下表。工業(yè)硫酸錳產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（HG/T2962-2010）項(xiàng)目指標(biāo)硫酸錳（MnSO4?H2o）w/%≥98.0硫酸錳（以Mn計(jì)）w/%≥31.8鐵（Fe）w/%≤0.004氯化物（Cl）w/%≤0.005水不溶物w/%≤0.04pH（100g/L溶液）5.0~7.0硫酸鈉產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行GB/T6009-2014I類一等品標(biāo)準(zhǔn)要求，具體如下表。硫酸鈉產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T6009-2014）項(xiàng)目指標(biāo)I類II類III類優(yōu)等品一等品一等品合格品一等品合格品硫酸鈉（Na2SO4?H2o）w/%≥99.699.098.097.095.092.0水不溶物w/%≤0.0050.050.100.20--鈣和鎂（以Mg計(jì)）w/%≤-0.150.300.400.6-鈣（Ca）w/%≤0.01-----鎂（Mg）w/%≤0.01-----氯化物（以Cl計(jì)）w/%≤0.050.350.700.902.0-鐵（Fe）w/%≤0.0050.0020.0100.040--水分≤0.050.200.51.01.5-白度（R457）/%≥888282---pH（50g/L水溶液，25℃）6-8-----三、設(shè)備清單循環(huán)再造碳酸鋰生產(chǎn)線主要設(shè)備清單見下表。主要設(shè)備一覽表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格數(shù)量備注1YXN變壓吸附氮?dú)庠O(shè)備YXN-2001還原工序（南7#、南9#）21#空壓機(jī)BLT-150A/8VFC13儲(chǔ)氣罐1.5m3141#壓縮氮?dú)鈨?chǔ)氣罐10m325氮?dú)鈨?chǔ)氣罐（北）1.5m326還原爐RSH雙管-145-8107還原爐SBF-1500/90-1028球磨機(jī)15T1水浸9反應(yīng)釜80m3210壓濾機(jī)過濾面積410m2211漿化桶￠3500*3500212儲(chǔ)桶￠2600*4000413工程塑料離心泵流量30m3，揚(yáng)程30m3硫酸鋰純化工序14工程塑料離心泵流量30m3，揚(yáng)程30m（變頻）415工程塑料離心泵流量30m3，揚(yáng)程50m416工程塑料離心泵流量30m3，揚(yáng)程60m（變頻）417工程塑料離心泵流量10m3，揚(yáng)程20m418工程塑料離心泵流量40m3，揚(yáng)程50m219工程塑料離心泵流量10m3，揚(yáng)程20m420MVR系統(tǒng)300噸/d121PPH反應(yīng)釜48m3（?3500×H5000）422PPH儲(chǔ)桶，耐80度21m3（?2600×H4000）123PPH儲(chǔ)桶，耐80度60m3（?4000×H5000）424玻璃鋼儲(chǔ)桶500m3125PPH儲(chǔ)桶6m3（?1600×H3000）126HDPE儲(chǔ)桶5m3（?1600×H2500）127攪拌槳48m3（?3500×H5000）428臥式攪拌電機(jī)48m3（?3500×H5000）429精密過濾器60m2230壓濾機(jī)120m2，全自動(dòng)洗滌231在線pH計(jì)/432臺(tái)式pH計(jì)/133換熱器/334自控系統(tǒng)/135廢氣系統(tǒng)/136工程塑料離心泵流量30m3，揚(yáng)程30m5碳酸鋰工序37工程塑料離心泵流量30m3，揚(yáng)程30m（變頻）638工程塑料離心泵流量30m3，揚(yáng)程50m439工程塑料離心泵流量30m3，揚(yáng)程60m（變頻）240工程塑料離心泵流量30m3，揚(yáng)程80m（變頻）441工程塑料離心泵流量40m3，揚(yáng)程30m（耐高溫）1042工程塑料離心泵流量50m3，揚(yáng)程30m（變頻）（耐高溫）243不銹鋼夾套反應(yīng)釜（帶電機(jī)，攪拌）30m3（?3200×H4150）344不銹鋼夾套反應(yīng)釜（帶電機(jī)，攪拌）15m3（?2800×H2865）445PPH反應(yīng)釜，耐95度，做保溫88m3（?4000×H7000）346PPH反應(yīng)釜，耐80度33m3（?3500×H3500）447PPH儲(chǔ)桶，耐95度52m3（?3500×H5500）748PPH儲(chǔ)桶，耐95度35m3（?3000×H5000）249HDPE儲(chǔ)桶14m3（?2500×H3000）150攪拌槳88m3（?4000×H7000）351攪拌槳33m3（?3500×H3500）452臥式攪拌電機(jī)88m3（?4000×H7000）353臥式攪拌電機(jī)33m3（?3500×H3500）454鈦盤管88m3（?4000×H7000）355鈦盤管52m3（?3500×H5500）256鈦盤管33m3（?3500×H3500）357精密過濾器150m2158精密過濾器60m2159流體除鐵器高溫（95度）4460流體除鐵器/2261壓濾機(jī)120m2，全自動(dòng)洗滌362壓濾機(jī)60m2263壓濾機(jī)185m2，全自動(dòng)洗滌164在線pH計(jì)/165臺(tái)式pH計(jì)/166振動(dòng)篩1200267氣流破碎機(jī)500KG/h168空氣壓縮機(jī)160kw定頻30m3/min169空氣壓縮機(jī)160kw變頻30m3/min170電磁除鐵器800KG/h171盤干機(jī)/172混批機(jī)8m3173包裝機(jī)500kg噸袋174恒壓熱水系統(tǒng)/175吊裝/276自控系統(tǒng)/177廢氣系統(tǒng)/178新風(fēng)系統(tǒng)/179MVR蒸發(fā)器蒸發(fā)量4.5T/h，接觸物料部分鈦材1硫酸錳結(jié)晶工序80連續(xù)結(jié)晶器OSLO連續(xù)結(jié)晶器，產(chǎn)量3t/h，接觸物料部分鈦材181平板式吊袋離心機(jī)LD1250型，接觸物料部分鈦材38225kg自動(dòng)包裝線25kg/包，包裝速度240包/小時(shí)，稱重精度±0.2%183電動(dòng)葫蘆2T284電動(dòng)旋轉(zhuǎn)除鐵器MRG250185管道流體除鐵器DN65，12000GS686電子地上衡梅特勒SCS-1.5187玻璃鋼冷卻塔50m3/h188玻璃鋼冷卻塔150m3/h189工程塑料離心泵/1590新風(fēng)機(jī)組空調(diào)制冷量送風(fēng)12000m3/h291電動(dòng)堆垛叉車CDD-16292PPH儲(chǔ)槽φ2600×5000193PPH儲(chǔ)槽φ3000×4000194PPH儲(chǔ)槽φ2600×5000195PPH儲(chǔ)槽φ3000×5000196PPH攪拌槽φ2000×3000，帶攪拌槳、減速電機(jī)、鈦盤管4四、主要構(gòu)建筑物主要構(gòu)建筑物一覽表序號(hào)構(gòu)建筑物名稱占地面積（m）建筑面積（m2）功能備注還原車間36.6×31.251143.75電池黑粉氫還原還原車間49.3×452218.5電池黑粉氫還原硫酸鋰凈化區(qū)48.2×16771.2硫酸鋰凈化溶解車間46.7×44.32068.81電池黑粉水浸提鋰反應(yīng)車間（包括純化、沉鋰、洗滌等）43.5×22957碳酸鋰合成72.5×43.83175.5碳酸鋰合成員工宿舍1765020000員工宿舍五、主要原輔材料（1）主要原輔材料消耗情況主要原輔料消耗及規(guī)格情況序號(hào)原料規(guī)格用量t/a廠內(nèi)最大儲(chǔ)存量t儲(chǔ)存地點(diǎn)儲(chǔ)存方式備注一原材料1電池黑粉Li：7.12%424231500原料倉(cāng)庫(kù)袋裝車用項(xiàng)目中電池粉體18157t/a，6萬噸三元前驅(qū)體項(xiàng)目中電池粉體24266t/a2硫酸98%200002870180畝地現(xiàn)有儲(chǔ)罐區(qū)儲(chǔ)罐外購(gòu)3硫酸鋁Al2O3：15.8%3150200原料倉(cāng)庫(kù)袋裝外購(gòu)4液堿32%690010000180畝地現(xiàn)有儲(chǔ)罐區(qū)儲(chǔ)罐外購(gòu)5碳酸鈉99.5%21400700原料倉(cāng)庫(kù)袋裝外購(gòu)6氫氣99.9%2121萬Nm3——槽罐車管道外購(gòu)二公用工程及動(dòng)力消耗1新鮮水m3/a358710————依托公司現(xiàn)有2蒸汽t/a45000————依托公司現(xiàn)有3電104kWh/a2350————依托公司現(xiàn)有電池黑粉主要成分如下：電池黑粉成分檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)結(jié)果單位檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)備注Co10.32%ICPNi28.2%Mn13.84%Li7.12%Ca0.0001%Fe0.7809%Al0.59%Cu1.5815%Pb0.005%P0.0203%Mg0.0041%Cr0.018%Cd0.0042%F0.5207%離子儀S0.0307%C4.35%六、工藝原理年產(chǎn)15000噸電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)線。利用“車用項(xiàng)目”和“6萬噸三元前驅(qū)體”廢電池拆解得到的電池黑粉為原料，經(jīng)原生化、純化、濃縮得到硫酸鋰溶液。濃縮得到的硫酸鋰溶液經(jīng)過沉鋰反應(yīng)、洗滌、干燥、破碎、混料包裝得到電池級(jí)碳酸鋰。原生化：將電池黑粉還原得到氧化鋰，然后加入硫酸(或水)，生成硫酸鋰。LiCo(Mn、Ni)O2+H2→Co(MnO、Ni)+Li2O+H2OLi2O+H2SO4→Li2SO4+H2O（Li2O+H2O→LiOH）純化：加入硫酸鋁和氫氧化鈉，除去硫酸鋰溶液中的雜質(zhì)。Al2(SO4)3+NaOH→Al(OH)3+Na2SO4沉鋰反應(yīng)：將硫酸鋰與碳酸鈉反應(yīng)，生成碳酸鋰。Li2SO4+Na2CO3→Li2CO3+Na2SO4七、工藝流程描述還原電池黑粉在還原爐中通過電加熱，通入氫氣進(jìn)行還原，鎳鈷錳酸鋰被還原成鎳單質(zhì)、鈷單質(zhì)、氧化鋰、氧化亞錳，然后進(jìn)入下一步工序。氫氣與電池黑粉在還原爐中逆流推進(jìn)，還原爐中的剩余氫氣和水蒸氣等通過點(diǎn)火燃燒，燃燒后的廢氣經(jīng)兩級(jí)堿洗處理后排放。廠房7#、9#分別設(shè)置1個(gè)排放口。水浸被還原后的電池黑粉經(jīng)過水浸，氧化鋰在水溶液中水解，進(jìn)入下一步工序，過濾的鎳鈷錳渣進(jìn)入原“車用項(xiàng)目”和“6萬噸三元前驅(qū)體項(xiàng)目”的溶解、提純、合成工藝流程。純化含鋰溶液泵送制純化硫酸鋰凈化區(qū)，通過加入硫酸鋁、硫酸、液堿去除雜質(zhì)，壓濾機(jī)壓濾，濾渣廠內(nèi)暫存，經(jīng)鑒定后按固體廢物屬性進(jìn)行相應(yīng)處置。濾液經(jīng)過微孔去除細(xì)微雜質(zhì)返回除雜反應(yīng)釜，純化溶液進(jìn)入濃縮工序，通過MVR濃縮，濃縮液進(jìn)入碳酸鋰廠房，蒸餾水進(jìn)入洗渣車間。Li2O+H2SO4→Li2SO4+H2O（Li2O+H2O→LiOH）Al2(SO4)3+NaOH→Al(OH)3+Na2SO4濃縮采用MVR機(jī)械蒸汽再壓縮設(shè)備，對(duì)硫酸鋰溶液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，提高溶液中鋰濃度，蒸發(fā)過程產(chǎn)生的蒸餾水返回“車用項(xiàng)目”和“6萬噸三元前驅(qū)體項(xiàng)目”溶解工段回用，不外排。沉鋰反應(yīng)輔料碳酸鈉配制成溶液與硫酸鋰凈化區(qū)輸送的硫酸鋰溶液進(jìn)循環(huán)除鐵，以及微孔去除細(xì)微雜質(zhì)后，于沉鋰反應(yīng)釜沉成碳酸鋰。Li2SO4+NaCO3→Li2CO3+Na2SO4過濾將上一步沉鋰反應(yīng)后的物質(zhì)過濾，碳酸鋰沉淀進(jìn)入下一步工序，過濾母液含有硫酸鈉、少量碳酸鋰，母液經(jīng)MVR冷凍結(jié)晶后生成硫酸鈉外售，溶液返回純化工序繼續(xù)回收其中的鋰。洗滌碳酸鋰沉淀經(jīng)過多次洗滌過濾后，變成高純度的電池級(jí)碳酸鋰沉淀，洗水中含有少量碳酸鋰，可直接返回至濃縮工段繼續(xù)處理，廢水不外排，碳酸鋰進(jìn)入下一步工序。干燥碳酸鋰經(jīng)過盤式干燥后，篩分包裝，最后成為電池級(jí)碳酸鋰成品。干燥篩分過程中產(chǎn)生的顆粒物通過布袋收塵+水幕除塵后，尾氣達(dá)標(biāo)排放。9）硫酸錳結(jié)晶水浸過濾的鎳鈷錳渣進(jìn)入原“車用項(xiàng)目”和“6萬噸三元前驅(qū)體項(xiàng)目”的溶解、提純、合成工藝流程。提純工段得到的硫酸錳溶液通過MVR蒸發(fā)器蒸發(fā)結(jié)晶，再經(jīng)流化床干燥機(jī)干燥后包裝外售。八、工藝流程圖工藝流程圖產(chǎn)排污節(jié)點(diǎn)分析一覽表類別編號(hào)裝置/工段主要污染因子處理措施廢氣G1還原氟化物、SO2兩級(jí)堿洗+15m排氣筒DA102、DA103G2純化硫酸兩級(jí)堿洗+15m排氣筒DA104G3碳酸鋰干燥篩分包裝顆粒物布袋除塵+水幕除塵+15m排氣筒DA105G4硫酸錳MVR濃縮VOCs、硫酸一級(jí)堿噴淋+一級(jí)水噴淋+除濕+活性炭吸收+15m排氣筒DA106G4硫酸錳干燥包裝顆粒物（錳及其化合物）布袋除塵+水幕除塵+15m排氣筒DA107廢水W1堿洗塔廢水pH、SS、氟化物等進(jìn)入廠區(qū)污水處理站處理W2除塵廢水pH、SS、COD等W3地面沖洗及設(shè)備清洗pH、SS、COD等固廢S1純化廢渣廢渣廠內(nèi)暫存，經(jīng)鑒定后按固體廢物屬性進(jìn)行相應(yīng)處置S2精密過濾濾渣一般固廢綜合利用S3機(jī)械維修、保養(yǎng)廢潤(rùn)滑油外委有資質(zhì)單位處置九、物料平衡物料平衡具體如下：（1）循環(huán)再造碳酸鋰碳酸鋰工段物料平衡表序號(hào)投入產(chǎn)出物料名稱投入量產(chǎn)物名稱產(chǎn)出量去向kg/ht/akg/ht/a1電池黑粉5892.142423碳酸鋰2083.315000外售2硫酸2777.820000硫酸鈉4541.732700外售3硫酸鋁437.53150鎳鈷錳渣2607.618775下一工序432%液堿958.36900S1326.42350外委處置5碳酸鈉2972.221400S26.345綜合利用6氫氣196.11412G1氟化物6.446.4兩級(jí)堿噴淋7純水49277.8354800SO21.410.28水蒸氣1388.9100009G2硫酸1.6712兩級(jí)堿噴淋10G3顆粒物6.950布袋除塵+水洗11水蒸氣336.8242512蒸餾冷凝水44444.4320000去公司溶解工段13蒸發(fā)損失水6759.948671.414合計(jì)62511.845008562511.8450085碳酸鋰工段物料平衡圖（單位：t/a）（2）硫酸錳晶體硫酸錳工段物料平衡表序號(hào)投入產(chǎn)出物料名稱投入量產(chǎn)物名稱產(chǎn)出量去向kg/ht/akg/ht/a1硫酸錳溶液13888.9100000硫酸錳2777.8200002G40.10.53水蒸氣805.55799.54G52.8205水蒸氣302.821806蒸餾水10000.0720007合計(jì)13888.910000013888.9100000硫酸錳工段物料平衡圖（單位：t/a）十、元素平衡（3）Li元素平衡Li元素平衡表序號(hào)投入產(chǎn)出物料名稱物料投入量t/aLi含量%Li投入量t/a物料名稱物料產(chǎn)出量t/aLi含量%Li產(chǎn)出量去向1電池黑粉424237.123020.5碳酸鋰1500018.92835外售2鎳鈷錳渣187750.724135.9去下一工序3S123950.02149.6外委處置合計(jì)3020.53020.5（4）F元素平衡F元素平衡表序號(hào)投入產(chǎn)出物料名稱物料投入量t/aF含量%F投入量t/a物料名稱物料產(chǎn)出量t/aF含量%F產(chǎn)出量去向1電池黑粉424230.52220.60G156.678.044.12電池黑粉2鎳鈷錳渣187750.81152.533S123950.01023.95合計(jì)220.60220.60合計(jì)（5）S元素平衡S元素平衡表序號(hào)投入產(chǎn)出物料名稱物料投入量t/aS含量%S投入量t/a物料名稱物料產(chǎn)出量t/aS含量%S產(chǎn)出量去向1電池黑粉424230.0312.73G156.695.09電池黑粉2鎳鈷錳渣187750.035.733S123500.081.91合計(jì)12.73=SUM(ABOVE)12.73十一、物料平衡分析實(shí)施前物料平衡2個(gè)項(xiàng)目總生產(chǎn)能力為：NCM電池材料15000t/a，NCM前驅(qū)體50000t/a，NCA前驅(qū)體10000t/a，硫酸鈉76115t/a?！败囉庙?xiàng)目”和“6萬噸三元”生產(chǎn)線項(xiàng)目概況序號(hào)項(xiàng)目名稱原料類別、規(guī)模產(chǎn)品類別、規(guī)模1車用鎳鈷錳酸鋰三元?jiǎng)恿﹄姵夭牧霞捌渌涮讖U水綜合利用系統(tǒng)項(xiàng)目報(bào)廢鎳鈷錳酸鋰動(dòng)力電池100000t/a鈷酸鋰電池5000t/a鎳氫電池1000t/a鋅錳電池1000t/aNCM前驅(qū)體5000t/aNCM15000t/a硫酸鈉15188t/a2循環(huán)再造動(dòng)力三元材料用前驅(qū)體原料項(xiàng)目（6萬噸）廢舊鎳鈷錳酸鋰動(dòng)力電池100000t/a廢舊鎳鈷鋁酸鋰動(dòng)力電池50000t/a粗制碳酸鎳、氫氧化鎳、硫酸鎳100000t/a粗制氫氧化鈷、碳酸鈷30000t/a工業(yè)硫酸錳1500t/a含錳廢料20000t/a工業(yè)硫酸鋁1400t/aNCM前驅(qū)體50000t/aNCA前驅(qū)體10000t/a硫酸鈉60927t/a項(xiàng)目實(shí)施前“車用項(xiàng)目”和“6萬噸三元前驅(qū)體項(xiàng)目”物料平衡具體如下圖表。實(shí)施前物料平衡（單位：t/a）實(shí)施前物料平衡（單位：t/a）序號(hào)投料產(chǎn)出名稱用量名稱產(chǎn)生量1廢鎳鈷錳酸鋰電池200000NCM電池材料150002鈷酸鋰電池55000NCM前驅(qū)體500003鋅錳電池1000NCA前驅(qū)體100004鎳氫電池1000硫酸鈉761555鎳原料100000不銹鋼、鋁等1535496鈷原料30000線路板20407錳原料21500集流體204008NCM前驅(qū)體4750塑料52509碳酸鋰6022.5電芯外殼2559010硫酸105000隔膜768011液堿173000廢氣210.6512氨水49000廢水293151013硫酸鋁1400固廢179541.1614新鮮水2956963損耗水225474.6215回用水3109937CO23590.0716提純劑110回用水310993717氧氣1245合計(jì)=SUM(ABOVE)6815927.5=SUM(ABOVE)6815927.5實(shí)施后物料平衡實(shí)施后，“車用項(xiàng)目”和“6萬噸三元前驅(qū)體”電池黑粉增加鋰回收工藝和硫酸錳晶體生產(chǎn)單元，其中硫酸錳溶液通過結(jié)晶提純后仍用于公司三元前驅(qū)體合成，三元前驅(qū)體產(chǎn)能不變。具體物料如下：實(shí)施后物料平衡圖（單位：t/a）實(shí)施后物料平衡表（單位：t/a）序號(hào)投料產(chǎn)出原料名稱耗用量變化情況名稱產(chǎn)出量變化情況1廢鎳鈷錳酸鋰電池200000不變NCM電池材料15000不變2鈷酸鋰電池55000不變NCM前驅(qū)體50000不變3鋅錳電池1000不變NCA前驅(qū)體10000不變4鎳氫電池1000不變碳酸鋰15000新增5鎳原料100000不變硫酸錳20000自用6鈷原料30000不變硫酸鈉108855+327007錳原料21500不變不銹鋼、鋁等153549不變8NCM前驅(qū)體4750不變線路板2040不變9碳酸鋰6022.5不變集流體20400不變10硫酸125000+20000塑料5250不變11液堿179900+6900電芯外殼25590不變12氨水49000不變隔膜7680不變13硫酸鋁4550+3150廢氣327.05+116.414新鮮水2167663-789300廢水2060370-87114015回用水4257947+1148010固廢181936.16+239516提純劑110不變損耗水289977.22+64502.617氧氣1245不變CO23590.07不變18氫氣2824新增回用水4257947+114801019硫酸錳20000自用合計(jì)=SUM(ABOVE)7227511.5=SUM(ABOVE)7227511.5實(shí)施前后元素平衡實(shí)施前“車用項(xiàng)目”和“6萬噸三元前驅(qū)體”的Ni、Co、Mn、Li平衡如下：實(shí)施前元素平衡表（單位：t/a）投入產(chǎn)出序號(hào)名稱元素類別數(shù)量序號(hào)元素類別數(shù)量備注1廢動(dòng)力電池Ni147501Ni28800.81進(jìn)入產(chǎn)品Co4830Co9218.06Mn5300Mn8533.575Li3020.5Li30.212鎳原料Ni14726.272Ni0.799進(jìn)入大氣3鈷原料Co4613.11Co0.274錳原料Mn3334.25Mn0.267Li0.3023Ni673.734進(jìn)入固廢Co224.031Mn99.659Li1812.314Ni0.927進(jìn)入廢水Co0.749Mn0.749Li1177.70小計(jì)50574.148小計(jì)49396.44779實(shí)施后實(shí)施后“車用項(xiàng)目”和“6萬噸三元前驅(qū)體”的Ni、Co、Mn、Li平衡如下：實(shí)施后元素平衡表（單位：t/a）投入產(chǎn)出序號(hào)名稱元素類別數(shù)量序號(hào)元素類別數(shù)量備注1廢動(dòng)力電池Ni147501Ni28800.81進(jìn)入產(chǎn)品Co4830Co9218.06Mn5300Mn8533.575Li3020.5Li28352鎳原料Ni14726.272Ni0.799進(jìn)入大氣3鈷原料Co4613.11Co0.274錳原料Mn3334.25Mn0.267Li0.0953Ni673.757進(jìn)入固廢Co224.043Mn99.671Li84.9624Ni0.904進(jìn)入廢水Co0.737Mn0.737Li100.461小計(jì)50574.148小計(jì)50473.68647十二、水平衡分析（1）循環(huán)再造碳酸鋰工段水平衡生產(chǎn)用水包括水浸用純水、碳酸鈉配置純水和洗滌純水，以及