湛清环保 | 锂电回收废水探究（二）：锂电萃余废水特性和处理难点

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在车用动力锂电池回收领域有两种主流的电池：磷酸铁锂电池、三元锂电池。由于磷酸铁锂电池中不含镍、钴等高值金属，且磷酸铁锂电池化学性质比较稳定，目前多以梯次利用为主。三元锂电池的正极材料由镍、锰、钴等高值金属组成，你可能会常听到NMC811、523、622这些不同的代号，代表的就是三种元素在正极材料中的比例。也正因为三元锂电池含有高值金属，所以目前锂电回收的主流对象是三元锂电池。

不同类型废电池中有价金属的含量：1—磷酸铁锂(LiFePO4)；2—氧化锂钴(LiCoO2)；3—氧化锂镍钴锰(LiNiCoMnO2)；4—氧化锂锰(LiMn2O4)；5—混合型废旧锂离子电池。

在上一篇，我们为大家介绍了锂电回收的主流：湿法冶金工艺，并探讨了拆解环节的废水特点（图示上半部分）；本篇则让我们聚焦回收环节的主要产物：锂电回收萃余废水。

经过拆解环节的推进，废电池经过放电、外包装拆解、电芯多级破碎、热熔、筛选后，形成了以三元金属和锂为主要成分的材料。值得注意的是，在预处理的多级破碎工艺中，通常需将集流体破碎至很细的颗粒度，导致大量铜/铝粉末进入富集的极粉中，造成后续再生除杂难度加大。接下来需要借助酸和碱、萃取剂（P204、P507）的帮助，通过将正极活性物质的金属组分浸出、萃取、沉淀结晶等工艺，回收相应的金属和金属化合物。最高可占总产水量的80%的萃余废水，将在这一环节产生。该废水水质一般呈高盐、高COD、高氟、高磷等特性，盐分以硫酸盐为主，含量一般在10%-15%，如果涉及到蒸发母液回流，盐分有时甚至会高达25%，COD达一千或数千毫克每升，主要污染物为p204和p507等萃取剂、较多的石油类物质（主要成分为磺化煤油，含量为几十到几百毫克每升）、氟化物含量在几百至几千毫克每升，此外水中还残留一定的镍、钴、锰等金属离子。目前，为充分利用水资源和水中的无机盐，萃余废水主要采用蒸发工艺处理，即蒸发冷凝液进行回用，蒸发产生的无机盐作为产品出售。处理难点主要在萃余废水的蒸发预处理除油除COD阶段，预处理效果的好坏直接影响着蒸发器运行的稳定性和蒸发冷凝液的品质以及无机盐产品的品质。因此预处理以物化法为主，如芬顿氧化、臭氧氧化、活性炭吸附、树脂吸附等，但存在着处理效果不稳定、运行费用高等不足。

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