4 工艺技术方案
4.1工艺技术方案的比较和选择 4.1.1 国内外技术概况
目前，已经工业化应用的废旧锂电池处理技术主要有两类：①全湿法浸出处理技术；②火法煅烧与湿法浸出相结合处理技术。
湿法浸出处理主要包括电池破碎或剥离、酸浸出(盐酸、硝酸、硫酸等) 和分离(沉淀、络合、萃取等方法) 等过程。具有投资少、成本低、建厂速度快、利润高、工艺灵活等优势。其操作条件温和,浸出温度一般小于80℃，但浸出液成分复杂，分离步骤较多。现行湿法处理工艺较复杂、资源回收率低和二次污染等问题影响了其被广泛推广。
火法与湿法相结合处理技术主要包括破碎或剥离(或直接进行焚烧) 、焚烧或热处理和湿法浸出分离等过程。其特点是工艺相对简单，回收利用效率高，但一次性投资大，能耗较高，技术要求和运行成本都比较高。电解质溶液和电极中其他成分通过燃烧转变为CO2 等气体或其他有害成分,如P2O5 等物质。
4.1.2 工艺技术方案的选择
火法回收提炼重金属需要消耗很高的能量，高温处理产生的烟气污染必须进行严格控制。为了避免二恶英的产生，就要提高焚烧温度，因此设备的投入、运行成本、建设费用都比其他方法高。同时还需对烟气中的二恶英进行后续处理，增加了工艺的复杂程度和运行成本。与火法技术相比，湿法技术具有成本低、二次污染小、对设备的要求低、没有烟气净化的问题。而且操作条件温和，资源回收率高，可得到高纯度的产物。因此目前湿法冶金技术是该领域的研究趋势。
废锂电池的湿法冶金的金属回收技术与工艺在国外工业化的例子不多见，如法国的SNAM公司、英国的AEA电源技术公司、采用低温技术的美国和如拿大的BDC、TOXCO公司。该技术在国内绝大部分还处于实验室研究阶段，现
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有的处理技术存在较多的问题和缺陷，尚未见达到工业化生产规模的报道。但湿法回收重金属技术中的浸出、萃取等工艺仍存在不少问题，如对于萃取工艺，目前存在着级数过多，流程复杂，回收率低，萃取剂要求高，导致处理成本过高的问题。
本项目将废锂电池进行资源化，采用放电、拆解、粉碎、分选等工序i，不仅对工艺中各个工序进行最优化研究，而且整合和缩减了工艺流程，降低工艺操作的复杂性，降低回收成本。此外，还考虑到生产过程中产生的废水、废渣等，加入环保治理环节，进行清洁生产，达到污染零排放的目标。与国内同领域研究相比，处于领先地位。
本项目在最优化的研究成果前提下，进行规模化、产业化的研发和建设，建成一条年回收量达8000吨的废锂离子全封闭清洁生产线，总产值超过3个亿，将湿法回收重金属技术进行规模化应用，在国内还未见，即使在国外也不多见，因此本项目的研究处于国内领先的地位。项目成果对于全国废锂电池金属资源回收具有一定的指导作用，成功地填补了国内空白。同时本项目在清洁环保和高值化利用上有了创新，金属回收率，清洁环保，成本低，利润高，在同类企业中具有较大的竞争优势。 4.1.3 工艺流程简述
废锂电池首先要进行预处理，包括放电、拆解、粉碎、分选。拆解后的塑料及铁外壳回收。
生产流程示意图如下： （1） 废锂电池回收
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（铝壳、钢壳） 电芯料 粉碎 进入锂电池材料生产系统
废电池收集：通过各城市电池回收箱、与大城市联合共建废旧电池回收站及零散电池回收商处收集废旧锂电池；
放电：在车间内设立不锈钢放电槽，内装盐水溶液，利用行车将成包堆放好的废锂电池逐一放入放电槽内浸泡30分钟以上，放电后将电池摊晾自然干燥；
拆解：通过人工和机器相结合的方式将带有包装的废锂电池拆解开，将拆解后的外壳、铝箔、铜极片等按材质不同分类堆放，拆解过程中采用手套箱等密封防尘设备；
粉碎：将拆解后可用于后续加工的含有钴镍等金属的电池材料进入粉碎机粉碎，粉碎机带有收尘装置，对外界无污染。 4.1.4 废气处理工艺流程简述
本项目反应槽全部为封闭式，反应过程全是通过管道输送，废气捕集率较高达98%，本项目设两个旋流吸收塔，1#旋流吸收塔风量为4000m3/h，2#旋流吸收塔风量为15000m3/h。拆解过程中产生的废气通过集气管收集，由2#吸收塔处理达到《大气污染物综合排放标准》，从15m高的排气筒排出。 4.1.5 废水处理工艺流程简述
本项目产生的废水主要包括公辅工程废水及生活污水，其中生产设备不需清洗，无废水产生。
综合废水处理工艺流程：公辅工程废水和生活污水进入综合调节池，均匀水质水量。然后将水提升至酸化池，通过设置水下搅拌器，并适当的回流污泥的方式，实现水解功能，提高废水可生化性，同时去除废水中部分有机物。此后废水进入接触氧化池，通过好氧池内好氧菌的作用，分解水中的剩余有机物，废水夹带着大量脱落的生物膜进入沉淀池，通过重力沉降作用，进行泥水分离。沉淀污泥分别回流至酸化池、接触氧化池，剩余污泥排入污泥浓缩池2，浓缩后再经污泥压滤机压滤，上清液及压滤液回流至调节池，污泥外运。
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生活污水预处理后生产废水综合调节池水解酸化池接触氧化池二沉池消毒池出水污泥浓缩池2压滤机泥饼外运综合废水处理工艺流程
4.1.6 固体废弃物处理方案
本项目产生的滤渣主要为废包装桶及生活垃圾，废包装桶由供应商进行回收，生活垃圾由环卫部门收集处理。 4.2 主要设备方案 本装置设备选择原则为：在确保本装置设备的先进性及生产的安全、可靠性前提下，全部采用国产设备降低投资，本项目主要生产设备使用碳钢材质及不锈钢等材质。
主要设备的规格型号及数量见下表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 设备名称常规型号 粉碎机 放电槽 5吨行车 分级机 烘干箱 3吨叉车 80吨汽车衡 3吨地上电子衡 全封闭拆解箱 废气吸收塔 引风机 数量 5 8 2 2 5 8 2 5 20 2 4 单位 材质与类别 台 只 台 台 台 台 台 台 只 套 台 铸铁 不锈钢 碳钢 铸铁 不锈钢 / 碳钢 碳钢 不锈钢 增强塑料 玻璃钢 备注 14
4.3 标准化 本工程的设计严格按国家规定的标准进行设计。各专业采用标准如下： 4.3.1 工艺系统与管道
（1）《化工装置工艺系统工程设计技术规定》 HG/T20570-95 （2）《化工装置管道布置设计规定》 HG/T20549-1998 （3）《石油化工金属管道工程施工质量验收规范》GB50517-2010 4.3.2 工艺设备
（1）《钢制管法兰、垫片、紧固件》 HG20592～20635-97 （2）《钢制焊接常压容器》 JB/T4735-1997 （3）《机械搅拌设备》 HG/T20569-94 4.3.3 总图、土建
（1）《建筑设计防火规范》 GB50016-2006 （2）《化工建筑结构施工图内容、深度统一规定》HG/T20588-96 4.3.4 环保、工业安全卫生
（1）《地表水环境质量标准》 GB3838-2002 （2）《环境空气质量标准》(2000年局部修订) GB3095-1996 （3）《污水综合排放标准》 GB8978-1996 （4）《大气污染物综合排放标准》 GB16297-1996 （5）《工业企业厂界噪声标准》 GB12348-2008 （6）《城市区域环境噪声标准》 GB3096-2008 4.3.5 电气、自控
（1）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》 GB50058-92 （2）《建筑防雷设计规范》（2000年局部修订） GB50057-94 4.3.6 给排水与消防
（1）《低倍数泡沫灭火系统设计规范》(2000年局部修订） GB50151-92 （2）《建筑灭火器配置设计规范》 GB50140-2005 4.3.7 暖通
（1）《采暖通风和空气调节设计规范》 （GB50019-2004）
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