鋰離子電池是一種充電電池，廣泛應用于便攜式設備、衛星、儲備電源、電動汽車等領域，具有取代各種二次電源的潛力。近年來，隨著國家大力倡導和發展新能源產業對鋰離子電池需求的不斷增加，其廢水也是我們不得不面對的難題。作為“環保治理價值化”的倡導者，科海思形成了相當成熟的鋰離子電池廢水處理技術，產生了明顯的環保效益和經濟效益。

鋰電池廢水來源。

鋰電池廢水的來源主要是生產廢水和清洗設備的水、冷卻水等。

鋰電池廢水的特點。

鋰電池廢水的主要成分有鎳鈷錳酸鋰、NMP、PVDF粘合劑、SP、SBR粘合劑、石墨和有機物酯等。

它的廢水特點是水量小，廢水成分復雜，生化能力差，有一定的毒性。

三元前驅體廢水鹽成分復雜，易結垢，難處理，是鋰電環保的重點領域。

三元前軀體廢水的特點。

三元前身體廢水主要由母液和洗滌水組成，主要由硫酸鈉和游離氨組成，以及Ni、Co、Mn等少量金屬組成。

這種廢水的鋰電池生產廢水處理方案是回收重金屬離子-脫氨-蒸發回收鈉鹽，實現全組分的綜合利用和零排放。

鋰電池廢水處理工藝。

鋰電池廢水處理工藝一般包括以下步驟：

1.處理:廢水中的懸浮顆粒、生物有機物等。通過化學沉淀和生化處理去除，從而降低廢水的濁度和有機物含量。

中級處理：采用離子交換、膜分離等方法，去除廢水中的重金屬離子及其它有毒有害物質，使廢水中的重金屬含量達到國家排放標準。

高級處理：采用高級氧化、生物降解等方法，進一步去除廢水中難降解的有機物，使廢水達到更高的處理要求，便于回收利用。

消毒處理：通過紫外線滅菌、臭氧消毒等方式，去除廢水中的細菌、病毒等微生物，使廢水達到國家排放標準。

鋰電池廢水處理工藝。

鋰電池廢水的處理方法有很多，比如沉淀法。其優點是處理量大，工藝門檻低，但處理精度有限。通常，沉淀池后的產水應與離子交換樹脂技術一起進行末端精度處理，以確保穩定的出水達到排放標準。

反滲透法使用和操作簡單。但由于其工藝缺陷，薄膜無法實現分離、凈化、回用等功能，如鋰回收，能耗高，使用成本高。

離子交換處理鋰電池廢水處理精度高，產水穩定，能耗低，可分離純化。但由于工廠剛生產的廢水濃度高，樹脂交換能力強，選擇交換的特點，直接使用樹脂的成本相對較高。

因此，目前三元鋰電池項目的廢水大多采用沉淀池+過濾裝置+離子交換樹脂裝置的工藝來解決廢水處理問題。同時考慮到氯化銨的回收經濟性，工藝可以改進為電池廢水→沉淀池+過濾裝置+離子交換樹脂裝置選擇性鈷等金屬+蒸發器。樹脂的再生液廢水直接回到前端工藝，蒸發器蒸發的晶體是一種高價值的氯化銨固體。

根據特定重金屬離子的特性，CH-90Na螯合樹脂利用螯合樹脂的特殊功能基團和重金屬離子形成絡合物，從而實現重金屬離子的回收利用和深度去除。

CH-90Na適用于選擇性地從一價金屬離子中去除或回收二價金屬離子，二價金屬離子很容易與單價金屬離子分離。其選擇順序如下：Cu>Pb>Ni>Zn>Co>Cd>Fe+3>Mn>Ca>>Na。

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三元前驅體廢水處理工藝。

三元前驅體廢水處理主要采用共沉淀法，即鎳鹽、鈷鹽、錳鹽按一定比例配制成溶液，在氫氧化鈉、氨存在的情況下形成氫氧化鎳鈷錳沉淀，然后通過離心洗滌、漿化、干燥等步驟獲得合格產品。在離心洗滌過程中，含有大量氨氮、重金屬、硫酸鈉等的廢水會產生，需要回收利用。

離心式洗滌產生的廢水分為兩部分，一部分是離心式分離的濃母液，另一部分是清水洗滌后產生的低濃度洗滌。

低濃度三元前驅體洗水處理工藝。

低濃度洗滌水通過沉淀和樹脂工藝過濾。樹脂產生的高濃度廢水將與濃縮母液混合進行下一步處理。這些廢水的處理主要分為三部分:

一是去除重金屬，二是去除氨氮，三是蒸發結晶得到硫酸鈉和冷凝蒸餾水。

除重金屬是通過添加藥物和調堿來沉淀鎳、鈷和錳離子，然后通過去除重金屬樹脂來達到標準，然后進入蒸發結晶系統去除硫酸鈉和脫氨，然后通過去除氨氮樹脂進行深度處理。

鋰電池回收處理。

鋰電池回收是指將廢棄的鋰電池集中回收，通過物理、化學等回收工藝回收電池或從鋰、鈷、鎳等具有利用價值的金屬元素中提取出來。

回收鋰電池的過程。

鋰電池回收過程包括兩個階段：預處理和后續處理。

在預處理過程中，廢舊電池需要通過物理方法完全放電，然后將電池拆解，從正極、負極、電解液和隔膜中分離出來。

后續處理環節是回收拆解后各種廢料中的高價值成分，其中回收難度和回收價值最高、研究最多的部分應屬于電池正極活性材料中能源金屬的回收。

鋰電池濕法回收工藝。

濕法回收技術是利用酸堿溶液等媒體提取電極材料中的金屬離子，浸入溶液中，然后通過離子交換、沉淀、提取和結晶等方式提取溶液中的金屬離子。

鋰電池濕法回收工藝大致流程。

采用濕法工藝，廢料經破碎分離，去除金屬碎片，通過酸浸、凈化除雜、提取、分離等方式獲得各種目標金屬鹽溶液，然后通過共沉淀制備三元前驅體產品或氯化鈷制備碳酸鈷，鍛燒后制備四氧化三鈷，含鋰提取物余液用于制備鋰鹽產品。

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對浸出液中的鈣、鎂雜質進行凈化除雜過程，其關鍵在于去除。

鈣鎂離子的氟化物沉淀處理。

鋰、鈷、鎳、錳的氟化物是一種微溶性物質，在去除鈣鎂的同時，必然會有大量的鎳鈷錳金屬以氟化物的形式沉淀出來，因此需要一種能源金屬損失少的方法來處理。

去除鈣鎂離子的螯合樹脂。

CH-93鹽水除鈣鎂螯合樹脂是一種非常耐用的大孔樹脂，含有氨甲膦酸基連接到聚苯乙烯共聚物。二價金屬陽離子可以從含有一價陽離子的廢水處理中有選擇地去除。二價金屬陽離子和其他二價陽離子可以像鈣一樣輕松地從一價陽離子中分離出來。

CH-93樹脂耐高鹽，在高鹽條件下能起到良好的吸附作用，最大交換容量可達2.0meq/ml(H+)，同時可將廢水中的重金屬離子去除至0.2ppm。

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鋰廢水回收處理工藝。

初步處理：對廢水進行預處理，去除懸浮物、沉淀物、有機物等雜質，調節廢水pH值。

離子交換：用離子交換樹脂處理廢水，用陰離子和陽離子交換樹脂，將廢水中的鋰離子吸附并固定在樹脂上。

再生處理：對含有鋰離子的樹脂進行再生處理，使其重新成為可用的吸附樹脂。

濃縮凈化：對再生后的吸附樹脂進行濃縮處理，使其中的離子能更純化，增加濃度。

提取分離：采用化學方法對濃縮后的樹脂進行提取分離，將鋰離子從中分離出來，并對其進行凈化和加工。

回收利用：在鋰電池、玻璃、陶瓷等工業產品中使用凈化后的鋰離子，實現資源的回收利用。

鋰回收中物理法的應用。

物理回收是指通過一系列手段獲得有價值的產品，如破碎、過篩、磁選分離、精細粉碎和分類等廢舊動力電池的內部成分，如電極活性物質、集流體和電池外殼，然后進行修復等。

盡管物理法回收相對環保，但物理拆解回收的處理效率較低。

鋰回收中生物法的應用。

生物法以微生物為媒介，通過微生物代謝將系統的有用成分轉化為可溶化合物，有選擇地溶解，實現目標成分與雜質成分的分離，最終回收鋰、鈷、鎳等有價金屬。

生物方法具有成本低、能耗低、金屬回收率高的特點。但該工藝的研究還處于起步階段，微生物菌培養困難，對浸出環境要求較高。

鋰回收中應用超臨界CO2萃取法。

超臨界CO2流體提取的原理是壓力和溫度的差異影響超臨界CO2的溶解能力，將廢舊電池放入超臨界反應釜中，使待分離的電池與超臨界CO2充分接觸，根據電池成分極性、熔沸點和分子量的不同，有選擇地提取電解液。

該方法適用于收集廢舊電池的電解液，但對工作環境要求高，處理成本高。

鋰回收中使用離子交換法。

離子交換樹脂對不同金屬的離子絡合物有不同的吸附系數，表現出對金屬的選擇。電池破碎初步分離后，通過離子交換從含有多種有價金屬的溶液中吸附一種，最終實現電池中不同金屬的分離和凈化。

離子式交換法工藝簡單，操作方便。

鋰電池氯化鋰除雜工藝。

初步除雜后，將含鋰溶液的pH值調整到10~12，然后通過螯合陽離子交換樹脂柱，從而吸附含鋰溶液中二價以上的金屬陽離子，獲得含鋰凈化液，然后蒸發結晶和干燥，獲得電池級氯化鋰；然后用去離子水替換螯合陽離子交換樹脂柱，再用鹽酸溶液依次酸洗，用去離子水清洗殘酸，用氫氧化鈉溶液堿洗，用去離子水清洗殘堿，得到可回收的螯合陽離子交換樹脂柱。

這種工藝可以一次完成氯化鋰的深度除雜，達到電池級別，同時不沉淀，降低除雜成本和環保風險，提高鋰元素的回收率。此外，螯合陽離子交換樹脂柱可以回收利用，節省除雜成本。

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