白皮书
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简化的水透明高级回收过程
DR。 Ghazaleh Nazari
天博综合体育app下载高级总监
执行摘要
连贯的人已经开发并验证了简化的水透明式高级回收工艺（SHARP）天博综合体育app下载，以有效地从锂离子电池（LIBS）收集的黑色质量中有效回收关键金属，并生产高价值电池材料。该天博综合体育app下载已成功扩展。影响如下：
＃1。质量： 原料灵活性； > 95％的关键金属的回收以及适合天博综合体育app下载B生产的阴极前体和阴极材料的产生。
＃2。环境的：60％，70％和60％的能源利用，水消耗和总排放和常见的水透明过程。零液体排放；没有有毒的固体，天然气或液体天博综合体育app下载产生；以及有价值的副产品的产生。
＃3。成本： 这个简化的过程允许至少降低50％的资本成本，而降低了50％的试剂和加工成本与常见的湿润透明过程。
在大多数湿膜过程中，关键金属的分离需要复杂而敏感的溶剂提取过程步骤。需要许多设备和大型占地面积，从而产生高资本费用。在锋利的天博综合体育app下载综合体育app下载中，绕过了几个金属分离步骤。阴极前体和阴极材料直接从电池浪费中产生，而无需关键的金属分离和纯化。该天博综合体育app下载综合体育app下载已通过更大且连续的配置进行了扩展和验证，以鉴定产品并证明过程经济学的优势。飞行员工厂的运营已经成功，并确认了规模较低的风险。这是因为此过程中所需的设备在湿膜铝业中具有可靠的常见和成功使用的记录。已经实施了阶段的扩大规模，以降低风险并确保准确的商业植物尺寸，快速升高和高质量产品的生产。
不断增长的机会
为了维持电动汽车（EV）市场的增长，对于确保原材料来源至关重要。随着电池应用中所有新的和预计的开发项目，回收生命终止（EOL）天博综合体育app下载B变得越来越重要。虽然有可能对二寿申请进行翻新和再利用，但最终将需要处置天博综合体育app下载bs。随着电动汽车市场对天博综合体育app下载B的需求的涌入，回收将变得更加容易，因为天博综合体育app下载bs更大，因此更容易收集。这些电池最早的一代仍在使用中，因为EV电池通常在10 - 12年内到达EOL。 EOL电池的处置预计将在未来几年内增加。
制造废料是回收的另一个重要材料来源，如图1所示。最佳生产者的LIB生产率约为5％，典型生产者的10％，在启动阶段中高达30％或更多。考虑到快速的EV升级，预计将有大量拒绝电池材料，这在这十年中占了大部分Lib天博综合体育app下载。这产生了回收的重要需求。 LIB生产的天博综合体育app下载在2020年至2030年之间预计将超过1500万吨。
图1.锂离子电池生命周期。
关键的有价值的金属及其管理
对电池关键金属的供应链的最新评估揭示了一系列风险，包括与其地理集中有关的政治，安全和业务风险。就锂而言，世界上约有一半的矿石供应来自澳大利亚，并出口到中国进行了精炼和家庭用途。拉丁美洲是锂的另一个主要供应商，该地区越来越承受着提高价值链并在具有挑战性的政治气候下运作的压力。
钴是当前电动汽车电池设计中最有价值的金属，被评估为高危矿产，其潜力破坏了供应链。这主要是因为在刚果民主共和国开采了世界上一半以上的钴供应，在这里，人们对劳动和侵犯人权行为问题的担忧正在增加。
对低孔或无钴电池设计的研究和实验旨在降低对钴的依赖而不会损害性能。大多数解决方案都依赖于高尼克NMC化学，这将进一步增加需求，因此镍的价格或使用低特异性容量LFP，这仍然很大程度上依赖于天博综合体育app下载。
向电动汽车的转变是许多国家环境政策中遏制化石燃料并打击气候变化的主要组成部分。但是，对电动汽车的生命周期分析表明，原材料开采，其加工和储存以及处理用户的处置对环境有重大影响。显着降低电动汽车总体环境影响的关键是回收用过的液体。 Libs中金属的浓度通常超过矿石中的金属，这使它们相对更容易恢复。这大大保存了自然资源，降低了加工过程中的能源消耗，并消除了有毒的天博综合体育app下载处理。
LiB回收过程
在其使用寿命结束时，天博综合体育app下载B被收集并转移到回收设施中。电池首先排放，以完全排出存储的剩余能量。然后，将电池拆除，无论是手动还是通过粉碎机中的电池模块或磨机中的电池模块来拆除。这会产生颗粒，这些颗粒将钢，塑料，铝和铜等材料与通常称为“黑质量”的材料分开。图2显示了天博综合体育app下载bs的重量百分比的成分。
现有的处理LIB天博综合体育app下载的商业途径是使用冶炼作为核心过程步骤的载火术过程。这条路线带来了重大障碍，例如高能消耗，昂贵的有毒气体处理以及锂流失。此外，回收的金属的形式不适合电池生产，需要额外的处理才能分离为单个金属化合物。
HydromeTallurgical过程规避了载火术过程的局限性，但提出了自己的挑战。大多数水平铝过程涉及溶剂提取 - 这是一个需要萃取，擦洗和剥离阶段的过程 - 以及复杂的设备和大量的足迹，因此资本支出很高。此外，这些过程消耗大量试剂，燃料和电力，并产生大量的过程废水。迄今为止，尚未商业地实施水润滑脂工艺来恢复自由天博综合体育app下载。
图2天博综合体育app下载bs的组件以重量百分比为单位。
通过实施有效的水透明过程，黑色质量中有价值金属的回收率可以超过95％。结合机械分离过程，可以回收电池的80％以上的组件。
COHERT作为其使命的一部分，即使世界变得更安全，更近，更健康，更高效，是稀有金属精炼的全球领导者，并在环境健康与安全（EHS）方面具有出色的往绩，并具有出色的往绩。 Coohent在提取冶金学领域拥有30多年的广泛专业知识，具有能力和经验丰富的工程师和化学家作为各种新产品和过程开发的核心。这样的创新之一是开发锋利的天博综合体育app下载，以有效地从Libs收集的黑质量中收回关键金属。
我们的天博综合体育app下载已成功扩展并被验证为在天博综合体育app下载上可行的，以有效恢复关键金属并生产电池级材料。试点工厂的运营已通过更大且连续的配置证明，并且已经建立了其经济优势。已经实施了阶段的扩大规模，以降低风险并确保准确的商业植物尺寸，快速升高和高质量产品的生产。
图3强调了所提出的天博综合体育app下载相对于上述艺术的当前状态的优势。与载脂过程不同，锂被回收，并且没有产生有毒气体。与常见的水透明过程不同，大多数进料都绕过分离和纯化步骤进行较低成本和简化的回收过程。
图3.相干敏锐的天博综合体育app下载与射术和常见的水态铝过程的比较。
锋利的天博综合体育app下载飞行员植物结果
连贯的锋利天博综合体育app下载已成功扩展。为了确认该过程的鲁棒性，选择在试点植物的黑质量饲料被铝，铁，铜，镉，钙，钙，镁，氟和锌等多种杂质污染。 NMC Lib废物中没有预期的其中一些杂质，并且由于与其他类型的电池进行了交叉污染，因此存在于该黑色质量中。即使在高水平的杂质的情况下，也有效地从黑色质量中清除了所有杂质和电池级材料的生产也证实了锋利天博综合体育app下载的鲁棒性。
图4：一系列用于清晰天博综合体育app下载的杂质去除步骤的反应堆。
敏锐的天博综合体育app下载商业化路径
在飞行员工厂的成功运营中，Coherent在2024年通过在其现有设施中以闲置资产运行1,500公吨/年（MT/y）的示范工厂在2024年推进了这项天博综合体育app下载。
COHERT计划在2025年建造具有20,000吨黑质量的LIB回收设施。预计该最先进的设施将在LIB的可持续管理中发挥重要作用。该项目旨在回收大量这些电池，从而有助于环境可持续性和资源保护。通过有效处理这些电池，相干将产生大约11,000吨的回收产品，作为PCAM和5,500吨/y的LiOH.H2O相当于10 GWH，从而减少了对原材料的需求和最小化天博综合体育app下载的需求。该计划与全球对电池行业的环保实践的更广泛的推动相吻合，并有助于解决对电池处置的环境影响和关键材料耗尽的担忧。
连贯的优势
- Hydrometalrurgical Experience：
拥有超过30年的专业知识，连贯拥有丰富的历史，成功运营了稀有金属炼油厂。连贯的高尿柜和硒生产优于满足世界需求的主要部分。 - 锋利天博综合体育app下载的鲁棒性：
Sharp的能力扩展到处理各种杂质，包括NMC 天博综合体育app下载bs中常见的铝，铁，铜和氟，无论其浓度如何。 - 低规模的风险：
所需的设备在水透明行业中成功使用了可靠的记录，从而最大程度地降低了扩大风险。 - 多功能性和灵活性：
除了制造废料之外，Sharp Technology通过生产来自EOL黑色质量的电池级产品来证明多功能性，可容纳杂质，例如镉，钙，镁，锌，tungsten和锆。从EOL电池获得的黑色质量（含有高水平的杂质）已在我们的飞行员工厂中有效处理，强调了我们天博综合体育app下载的成功。
在Coherent，我们对卓越的承诺，再加上先进的天博综合体育app下载和适应性，将我们定位为LIB回收和生产电池材料的领导者，在未来可持续创新的前沿