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锂电回收系列二 | 绿色回收有思路:应对三元锂料液杂质问题

2025.02.06

随着全球对可持续能源解决方案的需求日益增长,锂电池作为新能源技术的心脏,其回收再利用成为了环保与资源节约的关键。磷酸铁锂电池和三元锂电池是目前市面上常见的两款电池类型。(关于磷酸铁锂电池回收工艺,详见锂电回收系列一 | 吸附树脂技术为锂电回收注入“绿色动力”)

针对三元锂料液回收常见的总有机碳(TOC)和硅杂质问题,海普新材料开发了高效的吸附树脂技术,为锂电回收行业带来了绿色解决方案。今天,让我们一起探索三元锂电池回收的前沿工艺,了解如何通过科技创新实现资源的高效循环利用。

三元锂电池正极材料回收工艺流程

在三元锂电池的湿法回收工艺中,三元锂料液除油降TOC和除硅是两个至关重要的环节。这两个步骤不仅关乎产品的纯度,更影响到后续生产设备的安全性和电池性能的稳定性。

海普锂电回收专用树脂产品

除油/降TOC工艺

在萃取过程中,由于使用了P204、P507等萃取剂和磺化煤油等有机溶剂,产品液中会夹带这些萃取剂和溶剂油,导致TOC含量升高。这些有机物质的存在,不仅影响电池材料的纯度,还可能对后续生产设备造成损害。
传统的除油方法,如使用活性炭除油,活性炭热再生工艺耗能大,存在能耗高、再生效率低等问题。海普自主研发的高性能特种吸附剂及其配套的自动化处理工艺,在三元锂料液的多级萃取分离纯化过程中展现出了显著优势,不仅能有效去除油类物质,还能显著降低TOC指标,从而提高三元锂料液的纯度。这种工艺不仅操作方便,运行稳定,而且成本低廉,为三元锂电池的绿色回收提供了新的思路。

除TOC树脂HP268产品介绍

HP268是一种高分子类多孔吸附树脂,具有丰富的纳米孔道和卓越的水力扩散性能,这不仅确保了其对有机物的快速且大容量吸附,还实现了高精度的处理效果,有效降低了出水中目标污染物的含量。

HP268产品图

产品优势

01:高吸附性能:特种吸附剂树脂具有优良的孔结构、较高比表面积和孔容,能够快速吸附有机物,处理精度好,出水目标污染物含量低;

02:高化学稳定性:特种吸附剂具有较高机械强度,耐磨损;表面不受脱附酸、碱影响,可长时间多频次承受酸、碱溶液的再生解析,无性能衰减问题;耐高温,最高温度可耐受160℃ ;

03:操作简便:特种吸附剂易于再生,操作简单,使用寿命长,能够减少运维难度和成本;

04:环境友好:特种吸附剂的使用过程全密闭带压运行,零泄漏,现场环境友好,无隐患问题,安全环保。

应用场景

该树脂产品不仅适用于锂电湿法回收浸出液除TOC,还可用于双氧水纯化除TOC,广泛应用于工业生产废水中有机物的去除,如化工生产废水除COD、废酸脱色除COD等。

应用案例

新能源料液除TOC项目

新能源企业在硫酸钴料液的提纯过程中,会使用P204和P507等萃取剂,这些有机萃取剂残留在料液中,导致料液TOC、油含量超标,严重影响了前驱体的合成,因而需要开发工艺去除萃取剂。

海普产品工艺优势

采用HP268吸附处理工艺结合蒸汽吹脱解析再生技术,每天可处理70立方米的硫酸钴料液,将原液中TOC浓度从约120mg/L有效降低至出液中的约10mg/L。相较于活性炭处理工艺,本工艺更加稳定,其材料可经解析再生并循环利用多次,且在处理过程中不会向料液中引入新的杂质。

工艺流程图

除硅工艺

在酸浸渣的工艺步骤中,二氧化硅作为杂质进入回收流程,会影响最终产品的纯度和质量,因此在三元锂电池的回收工艺中,需要通过各种化学和物理方法来去除或减少硅杂质。

硫酸镍溶液中的硅杂质去除一直是技术难点。传统的除杂方法往往效率低下,而且成本较高。海普凭借在吸附材料领域的深厚技术积累,研发出专门针对硫酸镍溶液中硅杂质的吸附树脂技术,实现了高效、低成本的除硅目标,树脂吸附工艺可以穿插在硫酸镍工艺各个工序之间,有效地解决锂电回收硫酸镍料液除硅纯化的需求。

除硅树脂HP4900产品介绍

高选择性除硅吸附剂HP4900是一种多孔高分子聚合物。利用Donna膜效应,高分子材料表面基团对硅离子进行预富集,再通过高分子内部特种除硅基团进行高选择性除硅,因此,HP4900对硅离子具有高的吸附选择性和吸附精度。

HP4900高分子聚合物纳米孔道丰富,水力扩散性能优异,确保了该吸附剂在除硅过程中具备快速的吸附速率、高度的活性以及优异的机械强度和稳定性。此外,HP4900对硅元素展现出高度的选择性吸附能力,即便在存在其他多种共存阴离子的复杂环境中,其受到的干扰也很小,从而能够保证高效的除硅效果。

HP4900产品图

产品优势

01:高选择性除硅:海普开发的除硅树脂具有高选择性,能有效去除硫酸镍溶液中的硅杂质,同时对其他共存阴离子的干扰极小;

02:低成本高纯度:该技术能够实现硫酸镍等有价金属的高效回收利用,获得硅杂质含量在1ppm以下的镍溶液,显著降低了除杂成本,提高了产品纯度。

应用场景

该树脂产品不仅适用于锂电回收硫酸镍溶液的除杂、除硅,还可用于湿法冶金、废弃金属绿色回收及提纯工作。

应用案例

新能源料液除硅项目

随着镍盐产品在锂离子电池正极材料中应用越来越广泛,市场对其杂质含量要求也越来越高。为生产出高品质的硫酸镍料液,满足市场对锂离子电池高性能的需求,新能源企业必须在生产过程中采取有效的措施去除各种杂质,尤其是降低硅含量。

海普产品工艺优势

采用HP4900吸附处理工艺,将硫酸镍料液中的硅含量深度去除至1ppm以下,提升料液纯度,提高产品竞争力。本工艺树脂除硅选择性高,不受其它共存阴离子干扰,系统装置占地面积小,自动化程度高,操作简单。

工艺流程图

除了上述案例,针对锂电回收行业涉及到的镍、钴、氨氮及其他杂质,海普也推出相应产品,以满足客户项目要求(详情可扫描文末二维码)。

锂电回收不仅是对环境的负责,更是对未来的投资。海普新材料把握锂电行业脉搏,针对行业内废旧电池处理难题,持续进行技术研发与优化,帮助客户有效控制成本,提升资源利用效益,同时也助力客户满足环保标准,增强市场适应能力。在锂电回收这条路上,海普新材料正稳步前行,为行业的绿色循环发展添砖加瓦。

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