由含锂电解铝废渣生产电池用锂盐存在的问题及出路
危废技术网 2023-05-16
电解铝行业每年都有大量的废渣产生，所述废渣包括废旧阴极、电解质、电解槽帮衬、耐火砖和碳渣等，其混合物称为大修渣。由于电解铝所用原料氧化铝含有微量的锂元素，加之电解铝生产过程需要加入一定量的锂电解质，引入的锂元素逐渐富集，由此使电解铝废渣含有锂元素，形成含锂废渣。通常情况下，含锂废渣中锂含量按Li计在0.5%~2.5%之间，具有较高的元素分离价值。受新能源行业需求增长的影响，近年来电池用锂盐价格迅猛上涨，今年初电池用碳酸锂价格突破60万元/吨，2月份以来碳酸锂价格虽然出现波动，跌落到18万/吨的低点，但最近几周价格触底反弹，上涨迅速，重新登上25万元/吨关口，预计未来有达到或突破30万元/吨的潜力。由于电池用锂盐市场前景看好，因此拉动了电池用锂盐产业的发展，尤其是从电解铝行业所产含锂废渣中提取碳酸锂、氟化锂、磷酸锂等受到业界重视，成为投资热点，去年以来在国内已经初步形成规模。但由含锂电解铝废渣生产电池用锂盐也存在一些亟待解决的问题，这些问题不解决将有可能会使由含锂电解铝废渣生产电池用锂盐产业限于困境，具体表现为：1、目前，我国缺少行之有效的含锂电解铝提锂后二次残渣无害化处置及资源化利用技术，提锂后所产二次废渣及提锂过程所产生的二次废水含有氰、氟、重金属等有害元素，其产生，集存与排放势必会构成新的污染源和危险源。2、一些投资者只重视原料中锂元素的分离与电池用锂盐的生产，忽视了对提锂后二次残渣和废水的治理。3、由电解铝含锂废渣生产电池用锂盐有别于以含锂矿物（锂辉石、锂云母）提锂，也有别于盐湖提锂。其区别特征在于电解铝含锂废渣化学组成复杂，如含锂电解质中除含有锂元素外还含有更多的氟、铝、钠及微量的碳；含锂废旧电极中除锂元素外主要成份为石墨质炭素，同时还含有一定量的氟、铝、钠；大修渣中不仅含有锂元素，还含有氟、铝、钠、炭素和一定量的钙、镁、硅、铁等。4、由于电解铝含锂废渣中氟的存在，加之生产过程存在明显的磨损腐蚀和氧化腐蚀现象，因此设备腐蚀是由电解铝含锂废渣生产电池用锂盐过程一个难以解决的技术难题，设备选型、选材是确保建设项目能够正常运营的重要前提之一。工业实践已经充分证明，不针对性地、个性化地解决设备的腐蚀问题，必将给建设项目造成惨重损失。例如，在以电解铝含锂废渣生产碳酸锂时，生产设备所配套的加热器等即便选用蒙乃尔合金材料，使用寿命也仅在两个月以内。同时，刮片实验证明，哈氏C276材料的使用寿命也在一年左右。 那么由含锂电解铝废渣生产电池用锂盐的出路在哪里呢？1、单纯地分离锂元素而不对其他元素进行资源化利用，将使电解铝含锂废渣资源化利用的环境风险增加，因为所产二次废渣为危险废物，其危险特性并没消除，尤其是二次废渣产生量巨大，其堆积存放不仅构成重大污染源和危险源，而且占用库位，增加企业负担，从环保与安全角度考虑，单纯分离锂元素生产电池用锂盐无法确保建设项目的可持续发展。因此投资者应该具有战略眼光，采用含锂废渣全元素无害化利用先进技术，在提锂的同时对二次废渣中的氟、铝、钠、碳等进行分离、提取和利用，生产附加值相对较高、市场容量较大的高分子比冰晶石或氟化铝、高纯碳粉产品，消除二次废渣对环境、安全造成的影响，实现生产过程的无害化、绿色化和高效益化。2、单纯地分离锂元素而不对其他元素进行资源化利用，将使电解铝含锂废渣资源化利用的经营风险增加，所述经营风险集中体现为市场风险和经济效益风险。因为，尽管随着新能源产业的发展，市场对电池用锂盐的需求将呈增长趋势，但受所述锂盐生产发展的影响，市场供求关系和价格将会处于阶段性波动状态。在价格跌入低谷时，单纯的由含锂废渣提锂生产锂盐的经济效益势必会受到影响。如果对二次废渣中的氟、锂、钠、碳进行资源化利用，以含锂电解质生产电池用碳酸锂同时生产高分子比冰晶石为例，每处理1吨锂含量为1%的含锂电解质，可产出电池用碳酸锂49.8kg，以目前行情价值12450元，同时可产出高分子比冰晶石1350Kg，以目前行情价值10800元，冰晶石产出占总产出的46.5%，而且生产成本较低，利润空间可观，由此将大幅度提升含铝电解质资源化利用经济效益，增加项目抵抗碳酸锂价格波动而带来的风险。因此，从确保经济效益角度考虑，投资者应采用含锂电解铝废渣全元素资源化利用技术。这是企业获得经济效益有效保障。3、要重视并认真解决由含锂电解铝废渣生产电池用锂盐的设备腐蚀问题，通过采取技术与装备措施延长设备使用寿命，降低设备使用成本。如果不能有效解决设备腐蚀问题，将使设备使用成本大幅度增加，甚至会使企业处于亏损状态甚至导致企业无法运营。去年以来个别企业的工业实践已经证明了这一点。 综上所述，由含锂电解铝废渣生产电池用锂盐具有广阔的发展前景，可以为投资者创造十分可观的经济效益，但是单纯的分离提取锂元素生产电池用锂盐，存在着明显的环境风险、安全风险和经营风险，从发展的角度看是不可取的。由含锂电解铝废渣生产电池用锂盐的出路在于对含锂电解铝废渣无害化处置的同时对其进行全元素资源化利用，避免二次废渣的产生，避免工业废水的排放，同时还要高度重视并认真解决设备腐蚀问题。本号对转载、分享、陈述、图片、观点保持中立，图片与文字均来自网络，目的仅在于传递更多消息。版权归原作者。有版权方面不当之处，欢迎回消息告知删稿事宜，本号将尽快处理。谢谢!
