從電池生產廢料中回收硫酸鎳和硫酸鈷

1成果簡介

我國已經成為電池生產與消費大國，每年產生的廢舊氫鎳、鎘鎳、鋰離子電池在十五億支左右，且增長速度很快。另外，在電池生產過程中會產生一定量的廢料，其產生量隨電池產量的增加而增加。據估計，目前僅廣東省內電池廠家產生的廢料就超過300噸/月。氫鎳、鎘鎳電池及其生產廢料屬于危險廢物的范疇，其中含有重金屬鎳、鎘、鈷、稀土金屬等，若不加以回收處理，不僅對環境造成極大的污染，而且浪費了國家戰略性的金屬資源。同時，隨著ISO14000環境管理認證體系的逐步推行，以及中國加入WTO后經濟全球化影響，電池銷售市場要求電池生產廠家將其產生的廢舊電池交由環保部門認定的具有處理危險廢物資質的單位進行處理，以確保避免二次污染的產生，作為電池廠家進入國際市場的一條準入原則。因此，建設專業化的、符合環保規范要求的廢舊電池及其生產廢料的回收處理機構，對于促進我國電池產品進入國際市場，保證我國電池企業的可持續發展具有非常重要的意義。

清華大學核研院203室利用在鎳鈷分離等濕法冶金領域的技術優勢，在核研院基礎研究基金和江門市芳源環保科技開發有限公司項目等課題的資助下，完成了從電池廢料中回收硫酸鎳和硫酸鈷的工藝研究，并已投入工業生產。

2應用說明

目前國內鎘鎳、氫鎳、鋰離子電池年消耗能力以AA規格計算約為15億支，總重量可達1.5萬噸，再加上電池生產過程產生的廢料，可以看出其中蘊含的金屬資源量是相當大的且廢舊電池中有價金屬含量遠高于礦山的可開采品位。如氫鎳電池中含鎳量在20%以上，鈷3%左右，輕稀土金屬5%左右；鎘鎳電池中含鎳在20%以上，鈷1%左右，鎘16%；鋰離子電池含鈷15%左右，銅7%，鋰3%；而我國的銅、鈷、鎳資源短缺，如銅礦的工業品位為0.5%，鎳礦的工業品位為0.3%，鈷不能形成單獨礦床，一般與鎳、銅共生，需綜合回收利用。顯然，采用先進技術處理電池廢料回收硫酸鎳和硫酸鈷是有利可圖的。

清華大學采用易于實現連續化操作的溶劑萃取技術處理廢舊二次電池及其生產廢料，具有工藝成熟且鎳、鈷分離徹底，硫酸鎳和硫酸鈷產品純度高等一系列優點。此外，通過前處理工藝的優化，該生產線可以同時處理三類電池廢料，也適合處理解體后的廢舊電池。合作基地——江門市芳源環境科技公司目前已成為持有廣東省環保局核發的“危險固體廢物經營許可證”的廢舊電池及其生產廢料處理企業，其處理工藝曾獲得廣東省環保局科技進步三等獎，現又有了重要改進，基本消除了二次污染。

3效益分析

按每年處理500噸鎳金屬量、20噸鈷的生產廢料計算，項目的年銷售產值約8000萬元，不僅能產生可觀的經濟效益，而且能產生巨大的環境效益。