新能源锂电池负极材料和废旧锂电池资源回收再生建设项目物料平衡及水平衡分析方案.doc

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1、新能源锂电池负极材料和废旧锂电池资源回收再生建设项目物料平衡及水平衡分析方案1.1物料平衡（1）正极材料回收工序物料平衡见表3-14及图3-7。表3-14 正极回收工序物料平衡表投入产出物料名称投入量t/a物料名称产出量t/a正极极片1004.14正极极粉700NPM2100金属（铝箔）150/NMP2033.7/高沸点溶剂18.68/低沸点溶剂22.56/废水197.5/有机废气53.7/蒸馏残渣8合计3104.14/3104.14（2）负极材料回收工序物料平衡见表3-15及图3-8。表3-15 负极回收工序物料平衡表投入产出物料名称投入量t/a物料名称产出量t/a负极极片882.44负极极

2、粉500环己醇1500金属（铜箔、镍箔）230/环己醇1463.99/高沸点溶剂13.82/低沸点溶剂19.26/废水111/有机废气38.67/蒸馏残渣5.7合计2382.44/2382.44注：负极材料采用2级袋式收尘器收集，外排的粉尘极少（0.104t/a），平衡计算时忽略不计（3）本项目溶剂平衡见图3-9和3-10。12NMP正极溶解、压滤、精滤正极极片正极材料粗液烘干蒸馏冷凝回收含水粗液NMP冷凝有机废气正极产品金属片残液70011.9107.11198192033.766.3有机废气41.81508192215.14残渣高沸点溶剂废水低沸点溶剂蒸馏冷凝蒸馏冷凝220.062033.

3、7197.522.5626.68818.6821002295.562322.243104.141084.14外售外售图3-7 正极材料回收工序物料平衡图环己醇负极溶解、压滤、精滤负极极片负极材料粗液烘干蒸馏冷凝回收含水粗液NMP冷凝有机废气负极产品金属片残液5008.576.5855851463.9936.01有机废气30.172305851567.44残渣高沸点溶剂废水低沸点溶剂蒸馏冷凝蒸馏冷凝130.261463.9911119.2619.525.713.8215001624.421643.942382.44882.44外售外售图3-8 负极材料回收工序物料平衡图NMP正极溶解、压滤、精滤

4、正极材料粗液烘干蒸馏冷凝回收含于废水NMP冷凝NMP废气含于残液11.3101.8113.12033.766.3NMP废气39.71980.36.62033.72.1210020802082.1根据核算，NMP与正极材料搅拌过程中，正极材料中含有的有机物（胶体和电解液中的有机物）溶入NMP中，这部分有机物约占总液体量的5%左右正极成品6.6119.7图3-9 NMP溶剂平衡图环己醇负极溶解、压滤、精滤负极材料粗液烘干蒸馏冷凝回收含于废水环己醇冷凝环己醇废气含于残液8.172.9811463.9936.01环己醇废气21.711414.51.31463.990.4150014871487.4根据

5、核算，环己醇与负极材料搅拌过程中，负极材料中含有的有机物（胶体和电解液中的有机物）溶入NMP中，这部分有机物约占总液体量的5%左右负极成品4.585.5图3-10 环己醇溶剂平衡图1.2水平衡根据工程分析，本项目用水主要为职工生活用水、循环冷却用水及生产清洗用水。（1）生活用水量项目定员100人，其中50人在厂区住宿，厂区有食堂，经查阅参考河南省地方标准-工业与城镇用水定额（DB41T385-2014）及给水排水设计手册，职工用水定额按住宿100L/(Pd)、非住宿60L/(Pd)，则项目生活总用水量约8m3/d（2400m3/a），产污系数取0.8，生活污水排放量约6.4m3/d（1920m

6、3/a）。（2）循环冷却用水本项目冷凝工序需使用冷却水进行冷却，共设有循环冷却水系统2套，循环水量均为100m3/h，进水温度15，出水温度25，单套循环冷却水池容量为400m3。这部分循环水在使用过程中由于自然蒸发带走会损耗一部分，需定期补充新水。蒸发损失率（%）的计算公式为：式中：C-损失系数，C与季节温度有关，一般夏季为0.15-0.16、冬季为0.06-0.08、春秋季度为0.10-0.12；T1，T2-为循环冷却水进出温度，本项目循环水进出水温度差为10。经计算，本项目循环水蒸发损失率约为1.1%，则循环水蒸发耗散量为10560m3/a（35.2m3/d）。这部分蒸发耗散的水需加入新

7、鲜水进行补充，新鲜水补充量为35.2m3/d。循环水由于循环浓缩作用盐度将随之增高，需定期更换。一般情况浓缩2.5倍左右时需要更换新鲜水，每月更换200m3新鲜水（折合4个月全部更换一次），循环系统污水排水量折合6.7m3/d（2010m3/a）。经类比调查，这部分水主要含钠盐、钙盐及镁盐（全盐类浓度约为600mg/L）和SS。循环水系统总用水量约为12570m3/a，排污水量约为2010m3/a。（3）生产用水正负极板清洗用水根据工艺流程分析，本项目正负极板经与极粉分离后，需用水清洗。清洗工序设有清洗水槽8个（正负极清洗水槽个4个，其中2个一次清洗水槽，2个二次清洗水槽，均为3m3），清洗水

8、循环使用，半月更换一次。则极板清洗用水约为1.6m3/d，清洗废水产生量约为1.6m3/d（480m3/d）。根据建设单位提供的资料，正极材料分为2种：磷酸铁锂和三元材料（镍钴锰酸锂）。这部分废水主要含COD、SS、部分金属离子（铁、锂、镍、钴、锰）、氟化物。设备清洗用水根据建设单位提供的资料，正常工况下，设备无需清洗，定期对搅拌机进行清理即可，搅拌设备清洁方式为使用刮板将内壁与搅拌桨上附着的浆料刮下来，刮下来的浆料在下次同样浆料时可以重新利用，不外排。但在清洁效果不佳或者更换正极材料（回收的正极材料包括磷酸铁锂和三元材料）的情况下，采用抹布擦洗搅拌设备，一般每月擦洗一次，擦洗后，自然晾干。擦

9、洗用水量为3m3/次（0.1m3/d），产生的废水量约为3m3/次（0.1m3/d）。这部分废水主要含COD、SS、部分金属离子（铁、锂、镍、钴、锰）、氟化物、总P。蒸馏工序废水根据物料平衡分析，蒸馏工序会产生少量的废水，经回收低沸点的有机溶剂后，会产生少量的废水（主要是物料中的水和碱液喷淋过程中的水进入物料回收系统），经核算废水产生量约为309.5m3/a（折合1.03 m3/d），这部分废水中含有少量的有机溶剂，不含其它污染物，主要污染物为COD。项目水平衡见图3-8。新鲜水51.6极板清洗用水设备清洗循环冷却清洗废水清洗废水厂区污水处理站1.635.2耗散集聚区污水处理厂6.71.741.90.11.6100m3/h循环废水6.71.7生活用水生活污水生产车间污水处理站0.11.6耗散6.486.4总排口15.83蒸馏工序废水1.03图3-11 本项目水平衡图 单位：m3/d