锂离子电池是一种充电电池，广泛应用于便携式设备、卫星、储备电源、电动汽车等领域，具有取代各种二次电源的潜力。近年来，随着国家大力倡导和发展新能源产业对锂离子电池需求的不断增加，其废水也是我们不得不面对的难题。作为“环保治理价值化”的倡导者，科海思形成了相当成熟的锂离子电池废水处理技术，产生了明显的环保效益和经济效益。

锂电池废水来源。

锂电池废水的来源主要是生产废水和清洗设备的水、冷却水等。

锂电池废水的特点。

锂电池废水的主要成分有镍钴锰酸锂、NMP、PVDF粘合剂、SP、SBR粘合剂、石墨和有机物酯等。

它的废水特点是水量小，废水成分复杂，生化能力差，有一定的毒性。

三元前驱体废水盐成分复杂，易结垢，难处理，是锂电环保的重点领域。

三元前躯体废水的特点。

三元前身体废水主要由母液和洗涤水组成，主要由硫酸钠和游离氨组成，以及Ni、Co、Mn等少量金属组成。

这种废水的锂电池生产废水处理方案是回收重金属离子-脱氨-蒸发回收钠盐，实现全组分的综合利用和零排放。

锂电池废水处理工艺。

锂电池废水处理工艺一般包括以下步骤：

1.处理:废水中的悬浮颗粒、生物有机物等。通过化学沉淀和生化处理去除，从而降低废水的浊度和有机物含量。

中级处理：采用离子交换、膜分离等方法，去除废水中的重金属离子及其它有毒有害物质，使废水中的重金属含量达到国家排放标准。

高级处理：采用高级氧化、生物降解等方法，进一步去除废水中难降解的有机物，使废水达到更高的处理要求，便于回收利用。

消毒处理：通过紫外线灭菌、臭氧消毒等方式，去除废水中的细菌、病毒等微生物，使废水达到国家排放标准。

锂电池废水处理工艺。

锂电池废水的处理方法有很多，比如沉淀法。其优点是处理量大，工艺门槛低，但处理精度有限。通常，沉淀池后的产水应与离子交换树脂技术一起进行末端精度处理，以确保稳定的出水达到排放标准。

反渗透法使用和操作简单。但由于其工艺缺陷，薄膜无法实现分离、净化、回用等功能，如锂回收，能耗高，使用成本高。

离子交换处理锂电池废水处理精度高，产水稳定，能耗低，可分离纯化。但由于工厂刚生产的废水浓度高，树脂交换能力强，选择交换的特点，直接使用树脂的成本相对较高。

因此，目前三元锂电池项目的废水大多采用沉淀池+过滤装置+离子交换树脂装置的工艺来解决废水处理问题。同时考虑到氯化铵的回收经济性，工艺可以改进为电池废水→沉淀池+过滤装置+离子交换树脂装置选择性钴等金属+蒸发器。树脂的再生液废水直接回到前端工艺，蒸发器蒸发的晶体是一种高价值的氯化铵固体。

根据特定重金属离子的特性，CH-90Na螯合树脂利用螯合树脂的特殊功能基团和重金属离子形成络合物，从而实现重金属离子的回收利用和深度去除。

CH-90Na适用于选择性地从一价金属离子中去除或回收二价金属离子，二价金属离子很容易与单价金属离子分离。其选择顺序如下：Cu>Pb>Ni>Zn>Co>Cd>Fe+3>Mn>Ca>>Na。

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三元前驱体废水处理工艺。

三元前驱体废水处理主要采用共沉淀法，即镍盐、钴盐、锰盐按一定比例配制成溶液，在氢氧化钠、氨存在的情况下形成氢氧化镍钴锰沉淀，然后通过离心洗涤、浆化、干燥等步骤获得合格产品。在离心洗涤过程中，含有大量氨氮、重金属、硫酸钠等的废水会产生，需要回收利用。

离心式洗涤产生的废水分为两部分，一部分是离心式分离的浓母液，另一部分是清水洗涤后产生的低浓度洗涤。

低浓度三元前驱体洗水处理工艺。

低浓度洗涤水通过沉淀和树脂工艺过滤。树脂产生的高浓度废水将与浓缩母液混合进行下一步处理。这些废水的处理主要分为三部分:

一是去除重金属，二是去除氨氮，三是蒸发结晶得到硫酸钠和冷凝蒸馏水。

除重金属是通过添加药物和调碱来沉淀镍、钴和锰离子，然后通过去除重金属树脂来达到标准，然后进入蒸发结晶系统去除硫酸钠和脱氨，然后通过去除氨氮树脂进行深度处理。

锂电池回收处理。

锂电池回收是指将废弃的锂电池集中回收，通过物理、化学等回收工艺回收电池或从锂、钴、镍等具有利用价值的金属元素中提取出来。

回收锂电池的过程。

锂电池回收过程包括两个阶段：预处理和后续处理。

在预处理过程中，废旧电池需要通过物理方法完全放电，然后将电池拆解，从正极、负极、电解液和隔膜中分离出来。

后续处理环节是回收拆解后各种废料中的高价值成分，其中回收难度和回收价值最高、研究最多的部分应属于电池正极活性材料中能源金属的回收。

锂电池湿法回收工艺。

湿法回收技术是利用酸碱溶液等媒体提取电极材料中的金属离子，浸入溶液中，然后通过离子交换、沉淀、提取和结晶等方式提取溶液中的金属离子。

锂电池湿法回收工艺大致流程。

采用湿法工艺，废料经破碎分离，去除金属碎片，通过酸浸、净化除杂、提取、分离等方式获得各种目标金属盐溶液，然后通过共沉淀制备三元前驱体产品或氯化钴制备碳酸钴，锻烧后制备四氧化三钴，含锂提取物余液用于制备锂盐产品。

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对浸出液中的钙、镁杂质进行净化除杂过程，其关键在于去除。

钙镁离子的氟化物沉淀处理。

锂、钴、镍、锰的氟化物是一种微溶性物质，在去除钙镁的同时，必然会有大量的镍钴锰金属以氟化物的形式沉淀出来，因此需要一种能源金属损失少的方法来处理。

去除钙镁离子的螯合树脂。

CH-93盐水除钙镁螯合树脂是一种非常耐用的大孔树脂，含有氨甲膦酸基连接到聚苯乙烯共聚物。二价金属阳离子可以从含有一价阳离子的废水处理中有选择地去除。二价金属阳离子和其他二价阳离子可以像钙一样轻松地从一价阳离子中分离出来。

CH-93树脂耐高盐，在高盐条件下能起到良好的吸附作用，最大交换容量可达2.0meq/ml(H+)，同时可将废水中的重金属离子去除至0.2ppm。

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锂废水回收处理工艺。

初步处理：对废水进行预处理，去除悬浮物、沉淀物、有机物等杂质，调节废水pH值。

离子交换：用离子交换树脂处理废水，用阴离子和阳离子交换树脂，将废水中的锂离子吸附并固定在树脂上。

再生处理：对含有锂离子的树脂进行再生处理，使其重新成为可用的吸附树脂。

浓缩净化：对再生后的吸附树脂进行浓缩处理，使其中的离子能更纯化，增加浓度。

提取分离：采用化学方法对浓缩后的树脂进行提取分离，将锂离子从中分离出来，并对其进行净化和加工。

回收利用：在锂电池、玻璃、陶瓷等工业产品中使用净化后的锂离子，实现资源的回收利用。

锂回收中物理法的应用。

物理回收是指通过一系列手段获得有价值的产品，如破碎、过筛、磁选分离、精细粉碎和分类等废旧动力电池的内部成分，如电极活性物质、集流体和电池外壳，然后进行修复等。

尽管物理法回收相对环保，但物理拆解回收的处理效率较低。

锂回收中生物法的应用。

生物法以微生物为媒介，通过微生物代谢将系统的有用成分转化为可溶化合物，有选择地溶解，实现目标成分与杂质成分的分离，最终回收锂、钴、镍等有价金属。

生物方法具有成本低、能耗低、金属回收率高的特点。但该工艺的研究还处于起步阶段，微生物菌培养困难，对浸出环境要求较高。

锂回收中应用超临界CO2萃取法。

超临界CO2流体提取的原理是压力和温度的差异影响超临界CO2的溶解能力，将废旧电池放入超临界反应釜中，使待分离的电池与超临界CO2充分接触，根据电池成分极性、熔沸点和分子量的不同，有选择地提取电解液。

该方法适用于收集废旧电池的电解液，但对工作环境要求高，处理成本高。

锂回收中使用离子交换法。

离子交换树脂对不同金属的离子络合物有不同的吸附系数，表现出对金属的选择。电池破碎初步分离后，通过离子交换从含有多种有价金属的溶液中吸附一种，最终实现电池中不同金属的分离和净化。

离子式交换法工艺简单，操作方便。

锂电池氯化锂除杂工艺。

初步除杂后，将含锂溶液的pH值调整到10~12，然后通过螯合阳离子交换树脂柱，从而吸附含锂溶液中二价以上的金属阳离子，获得含锂净化液，然后蒸发结晶和干燥，获得电池级氯化锂；然后用去离子水替换螯合阳离子交换树脂柱，再用盐酸溶液依次酸洗，用去离子水清洗残酸，用氢氧化钠溶液碱洗，用去离子水清洗残碱，得到可回收的螯合阳离子交换树脂柱。

这种工艺可以一次完成氯化锂的深度除杂，达到电池级别，同时不沉淀，降低除杂成本和环保风险，提高锂元素的回收率。此外，螯合阳离子交换树脂柱可以回收利用，节省除杂成本。

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