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文檔簡介

ICS71.020

CCSF10

DB4403

深圳市地方標(biāo)準(zhǔn)

DB4403/T571—2024

磷酸鐵鋰廢舊電池濕法回收利用技術(shù)規(guī)范

Technicalspecificationsforhydrometallurgicalrecyclingand

utilizationofspentlithiumironphosphatebatteries

2024-12-31發(fā)布2025-02-01實施

深圳市市場監(jiān)督管理局發(fā)布

DB4403/T571—2024

目次

前言.................................................................................II

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語和定義.........................................................................1

4總體要求...........................................................................2

一般要求.......................................................................2

場地...........................................................................2

人員要求.......................................................................2

安全要求.......................................................................2

5試劑和儀器設(shè)備.....................................................................2

試劑...........................................................................2

儀器設(shè)備.......................................................................2

6濕法回收工藝.......................................................................3

工藝原理.......................................................................3

工藝流程.......................................................................3

主要控制條件及要求.............................................................4

7再生利用產(chǎn)品要求與處置.............................................................4

8環(huán)境污染和監(jiān)測.....................................................................5

附錄A(規(guī)范性)磷酸鐵鋰廢舊電池鑒別方法.............................................6

附錄B(規(guī)范性)計算方法.............................................................7

附錄C(資料性)鐵磷渣回收工藝流程...................................................9

參考文獻(xiàn).............................................................................10

I

DB4403/T571—2024

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。

本文件由深圳市工業(yè)和信息化局提出并歸口。

本文件起草單位:深圳佳彬科技有限公司、深圳市環(huán)??萍技瘓F(tuán)股份有限公司、中汽研科技有限公

司、深圳市清新電源研究院、深圳市環(huán)境科學(xué)工程技術(shù)中心有限公司、欣旺達(dá)電子股份有限公司、深圳

市德方納米科技股份有限公司、廣東光華科技股份有限公司、清華大學(xué)深圳國際研究生院、深圳市電源

技術(shù)學(xué)會、福建永安市永清石墨烯研究院有限公司、弗迪電池有限公司、格林美股份有限公司、生態(tài)環(huán)

境部華南環(huán)境科學(xué)研究所(生態(tài)環(huán)境部生態(tài)環(huán)境應(yīng)急研究所)、廣東省循環(huán)經(jīng)濟(jì)和資源綜合利用協(xié)會、

深圳市標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院、安徽興元新材料科技有限公司。

本文件主要起草人:李旭輝、吉飛、郭瑞霞、王旭、尹可非、陳敏、夏悅、孫言、高萬里、李寶華、

徐中領(lǐng)、周曉鍵、林曉倩、孟晶晶、羅旌旺、曹文玉、魏瓊、王樹賓、項赟、趙云、亢玉瓊、許東偉、

李可文、曾思慧、王益群、樊陽波、耿煥然、杜振巍。

II

DB4403/T571—2024

磷酸鐵鋰廢舊電池濕法回收利用技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了磷酸鐵鋰廢舊電池濕法回收利用的總體要求、試劑和儀器設(shè)備、濕法回收工藝、回收

再生利用產(chǎn)品要求與處置、環(huán)境污染和監(jiān)測等技術(shù)要求。

本文件適用于各種類型和用途的磷酸鐵鋰廢舊電池。

本文件不適用于磷酸錳鐵鋰電池。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本

文件。

GB/T11075—2013碳酸鋰

GB15603危險化學(xué)品倉庫儲存通則

GB/T33598.3車用動力電池回收利用再生利用第3部分:放電規(guī)范

GB/T39224廢舊電池回收技術(shù)規(guī)范

HG/T4701電池用磷酸鐵

HJ1186—2021廢鋰離子動力蓄電池處理污染控制技術(shù)規(guī)范(試行)

SJ/T11798—2022鋰離子電池和電池組生產(chǎn)安全要求

YS/T582—2023電池級碳酸鋰

YS/T1174—2017廢舊電池破碎分選回收技術(shù)規(guī)范

DB44/T1369廢舊電池回收處理場地要求

3術(shù)語和定義

GB/T34695—2017界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

廢舊電池spentbatteries

失去原有使用價值的電池及其廢元(器)件、零(部)件和廢原材料,以及失去使用價值仍可用于

其他目標(biāo)領(lǐng)域的蓄電池。

注:廢舊電池包括工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的報廢電池、報廢的半成品,以及工業(yè)用途、日常生活或者流通領(lǐng)域中產(chǎn)生

的失去原有使用價值仍用于其他目標(biāo)領(lǐng)域的電池。

[來源:GB/T39224—2020,3.1,有修改]

濕法回收hydrometallurgy

利用浸取劑將廢舊電池(3.1)中有價組分溶解在溶液中或以新的固相析出,進(jìn)行有價組分分離、

富集和提取的過程。

[來源:GB/T34695—2017,2.3.9,有修改]

1

DB4403/T571—2024

再生利用recycling

對廢舊電池(3.1)進(jìn)行拆解、破碎、分選、材料修復(fù)或冶煉等處理,進(jìn)行資源化利用的過程。

[來源:GB/T20861—2007,2.10,有修改]

正負(fù)極混合材料粉anodeandcathodemixedmaterialpowder

廢舊電池(3.1)經(jīng)放電、破碎、熱處理、分選處理等工序,得到的以鋰、磷、鐵、碳等元素構(gòu)成

的黑色或灰黑色粉末。

注:正負(fù)極混合材料粉又稱黑粉。

4總體要求

一般要求

4.1.1磷酸鐵鋰廢舊電池收集、分揀、運輸和貯存應(yīng)符合GB/T39224的要求。

4.1.2磷酸鐵鋰廢舊電池回收利用不應(yīng)混入其他電池,鑒別方法應(yīng)符合附錄A的要求。

場地要求

磷酸鐵鋰廢舊電池回收利用場地符合DB44/T1369的規(guī)定。

人員要求

廢舊電池回收利用企業(yè)應(yīng)配備熟悉廢舊電池性能檢測、環(huán)保作業(yè)、安全操作等技能的專業(yè)技術(shù)人員。

安全要求

4.4.1應(yīng)符合YS/T1174—2017第6章中的要求。

4.4.2工作場所的通風(fēng)設(shè)施、監(jiān)測預(yù)警和聯(lián)鎖設(shè)施應(yīng)符合SJ/T11798—2022中4.4.4和4.4.5的要

求。

4.4.3危險化學(xué)品的儲存使用應(yīng)符合GB15603的要求。

4.4.4依據(jù)《工貿(mào)企業(yè)有限空間作業(yè)安全規(guī)定》,廢舊電池回收企業(yè)應(yīng)對有限空間作業(yè)進(jìn)行安全管理。

4.4.5涉及高溫工藝的設(shè)施設(shè)備應(yīng)設(shè)置安全警示標(biāo)志。

4.4.6存在腐蝕性、有毒有害化學(xué)品的環(huán)境,人員應(yīng)做好安全防護(hù)。

4.4.7存在爆炸風(fēng)險的工藝,應(yīng)使用具備防爆功能的設(shè)施設(shè)備。

5試劑和儀器設(shè)備

試劑

主要包括無機(jī)酸(硫酸、鹽酸等)、過氧化氫、氫氧化鈉和碳酸鈉等。所使用的試劑應(yīng)符合相應(yīng)的

工業(yè)用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

儀器設(shè)備

主要包括電池放電設(shè)備、破碎機(jī)、熱解爐、分選機(jī)、攪拌機(jī)、壓濾機(jī)、蒸發(fā)濃縮裝置、反應(yīng)裝置、

貯存裝置、廢氣處理裝置、廢水處理裝置和廢渣收集裝置等。所使用的儀器設(shè)備應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,

由具有資質(zhì)的專業(yè)生產(chǎn)單位生產(chǎn)。

2

DB4403/T571—2024

6濕法回收工藝

工藝原理

磷酸鐵鋰廢舊電池應(yīng)先采取放電、破碎和熱處理工藝,去除隔膜、電解液和粘結(jié)劑等,再將物料物

理分選得到銅、鋁和包裝材料,并將篩選后的正負(fù)極混合材料粉經(jīng)浸出、沉淀除雜工藝得到碳酸鋰等鋰

鹽。過程中產(chǎn)生的鐵磷渣、碳渣等作為副產(chǎn)品回收。

工藝流程

磷酸鐵鋰廢舊電池的濕法回收應(yīng)按圖1進(jìn)行:

磷酸鐵鋰廢舊電池

放電

破碎

廢氣、粉塵收集與處理

熱處理

物理分選

正負(fù)極混合材料粉(黑粉)包裝材料

酸和氧化劑

浸出

過濾

鹽a蒸發(fā)回用

含鋰溶液

除雜劑、沉淀劑

沉淀洗滌

過濾烘干

濾液

鐵磷渣、碳渣

鋰鹽

a鹽的主要成分為氯化鈉或硫酸鈉。

圖1磷酸鐵鋰廢舊電池濕法回收工藝流程圖

3

DB4403/T571—2024

主要控制條件及要求

6.3.1放電

磷酸鐵鋰廢舊電池應(yīng)按GB/T33598.3的要求進(jìn)行放電。

6.3.2破碎

按YS/T1174—2017中5.2的要求進(jìn)行破碎。破碎時宜在氮氣氣氛中進(jìn)行,并對氧濃度進(jìn)行監(jiān)測,氧

濃度宜小于5%。破碎過程中產(chǎn)生的廢氣和粉塵通過抽負(fù)壓集中收集并處理。

6.3.3熱處理

6.3.3.1熱處理宜在氮氣氣氛進(jìn)行,溫度宜在400℃~500℃之間,不宜高于600℃。

6.3.3.2熱處理時間不宜長于2h。

6.3.3.3通過熱處理除去廢舊電池中的隔膜、電解液、粘結(jié)劑等,隔膜、電解液、粘結(jié)劑等去除率按

B.1的公式計算,計算結(jié)果應(yīng)不低于99%。

6.3.3.4熱處理過程中產(chǎn)生的廢氣和粉塵通過抽負(fù)壓集中收集并處理。

6.3.4物理分選

6.3.4.1宜采用篩分、風(fēng)選、磁選、重選、浮選等技術(shù)進(jìn)行物理分選。物理分選過程中產(chǎn)生的廢氣和

粉塵通過抽負(fù)壓集中收集并處理。

6.3.4.2正負(fù)極混合材料粉粒度應(yīng)小于0.25mm,正負(fù)極混合材料回收率按B.2的公式計算,計算結(jié)果

應(yīng)不低于98%。

6.3.5浸出

6.3.5.1浸出溶劑為無機(jī)酸(硫酸、鹽酸等)和助劑(過氧化氫等)的混合溶液,其參數(shù)宜參照以下

條件:

a)無機(jī)酸濃度:0.5mol/L~3mol/L;

b)助劑濃度:1mol/L~10mol/L;

c)浸出時間:0.5h~8h;

d)浸出溫度:60℃~100℃;

e)固液比:1:2~1:10;

f)攪拌速率:50r/min~200r/min。

注1:無機(jī)酸以H+計。

注2:助劑以H2O2計。

6.3.5.2鋰元素的浸出率應(yīng)不低于98%,鋰元素浸出率按B.4的公式計算。

6.3.6沉淀

6.3.6.1沉淀工藝中根據(jù)加入的沉淀劑種類,能得到碳酸鋰、磷酸鋰等鋰鹽產(chǎn)品。

6.3.6.2沉淀工藝參數(shù)宜參照以下條件:

a)酸堿度(pH):7.0~12.0之間;

b)沉淀溫度:60℃~95℃;

c)沉淀時間:0.5h~5h。

7回收再生利用產(chǎn)品要求與處置

4

DB4403/T571—2024

銅、鋁的回收率均不應(yīng)低于98%。

經(jīng)濕法回收工藝得到碳酸鋰和磷酸鋰等鋰鹽產(chǎn)品,鋰的回收率按B.4的公式計算,計算結(jié)果應(yīng)不

低于90%。鋰元素純度應(yīng)達(dá)到相對應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求:

a)電池級碳酸鋰純度和銅、鋁、鐵等金屬雜質(zhì)達(dá)到Y(jié)S/T582—2023的要求,即質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于

99.5%;

b)工業(yè)級碳酸鋰純度達(dá)到GB/T11075—2013的要求,即質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于99.2%。

濕法回收工藝過程中得到的副產(chǎn)品,宜按以下方式處理:

a)分選工序后得到的銅、鋁存放在防水防潮、干燥通風(fēng)的環(huán)境。銅、鋁交由再生資源回收單位,

或由企業(yè)之間自行進(jìn)行交易;

b)分選工序后得到的鋁塑膜、鋼殼等包裝材料沖洗干凈后,交由金屬廢品回收企業(yè),或由企業(yè)之

間自行進(jìn)行交易;

c)鐵磷渣回收工藝得到的碳渣用礦熱爐技術(shù)生產(chǎn)成新電極,或交由煉鋼廠生產(chǎn)成還原劑,或交由

對應(yīng)的石墨回收企業(yè)處理;

d)鐵磷渣再生制備成磷酸鐵等產(chǎn)品,磷酸鐵符合HG/T4701的要求,鐵磷渣回收工藝流程見附錄

C。鐵磷渣或再生為其他符合市場需要的鐵鹽、磷酸鹽產(chǎn)品,產(chǎn)品質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。鐵磷渣

或交由金屬廢品回收企業(yè),或由企業(yè)之間自行進(jìn)行交易。

回收得到的鋰鹽、鐵鹽和副產(chǎn)品,包裝上應(yīng)標(biāo)有“電池再生利用材料”字樣。

8環(huán)境污染和監(jiān)測

廢氣污染控制應(yīng)符合HJ1186—2021中6.1的要求。

廢水污染控制應(yīng)符合HJ1186—2021中6.2的要求。

固體廢物污染控制應(yīng)符合HJ1186—2021中6.3的要求。

噪聲污染控制應(yīng)符合HJ1186—2021中6.4的要求。

監(jiān)測及評估制度應(yīng)符合HJ1186—2021中7.3的要求。

5

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A

附錄A

(規(guī)范性)

磷酸鐵鋰廢舊電池鑒別方法

A.1電池回收和再生利用企業(yè)宜根據(jù)電池的電子信息、標(biāo)簽、殼體材料、形狀和重量等因素綜合判斷、

鑒別電池的種類。

A.2標(biāo)簽殘缺或從外形無法確認(rèn)其種類、成分的廢舊電池,宜采用以下方法鑒別:

a)元素滴定檢測法:取放電后的廢舊電池的正極片并人工剝離出黑色粉料,加入1mol/L的鹽酸

溶液,再加入過氧化氫溶液后,粉料幾乎全部溶解,且溶液從淺黃色或綠色變成紅色,則含有

鐵元素。再向溶液中加入適量的過硫酸鉀或者過硫酸銨溶液,觀察溶液是否轉(zhuǎn)變?yōu)樽霞t色。若

溶液中含有錳離子,會被氧化為高錳酸根,使溶液呈現(xiàn)紫紅色,則判斷為磷酸錳鐵鋰電池;若

顏色無明顯變化,則判斷為磷酸鐵鋰電池;

b)儀器檢測法:取廢舊電池的正極片,溶于王水(硫酸、鹽酸、硝酸)中,稀釋至一定濃度,用

電感耦合等離子體(ICP)測錳、鐵元素,或用手持式X射線熒光光譜分析儀(XRF)或者用掃

描電子顯微鏡X射線能譜儀(SEM-EDS)對廢舊電池進(jìn)行錳、鐵元素測定。若只有鐵元素,不

含有錳元素,則是磷酸鐵鋰電池;若含有大量的鐵和錳元素,則判斷是磷酸錳鐵鋰電池。

6

DB4403/T571—2024

B

附錄B

(規(guī)范性)

計算方法

B.1熱處理隔膜、電解液、粘結(jié)劑等去除率計算

熱處理隔膜、電解液、粘結(jié)劑等去除率以??