常州今创博凡能源新材料有限公司8000吨/年废锂电池金属全封闭清洁回收工艺及其应用项目可行性研究报告南京英凯工程设计研究院有限公司2011年10月常州今创博凡能源新材料有限公司8000吨/年废锂电池金属全封闭清洁回收工艺及其应用项目可行性研究报告 设计经理：项目审定人：南京英凯工程设计研究院有限公司资格证书号：工咨丙11120060042 常州今创博凡能源新材料有限公司8000吨/年废锂电池金属全封闭清洁回收工艺及其应用项目编制人员： 姓名 专业 职称王文激 工艺 高工郭欣 技经 工程师郑琪华 总图 高工刘国光 自控 高工包防震 电气 工程师吴翔 设备 高工曹亚岗 结构 注册一级结构工程师张加伟 给排水 注册咨询工程师项目审定人：王根妹 总工程师 高工/注册化工工程师41目 录1 总 论11.1 概述11.2 研究的主要结论61.3 存在问题及建议72 市场预测82.1锂电池的发展概况82.2 产品价格分析93 产品方案和生产规模103.1 产品方案的选择103.2 生产规模104 工艺技术方案114.1工艺技术方案的比较和选择114.2 主要设备方案144.3 标准化145 原料、辅助原料及燃料的供应166 建厂条件和厂址方案176.1 建厂条件176.2 拟建厂址和占地面积227 公用工程和辅助设施方案237.1总图运输237.2 工厂给排水247.3 供电及电讯247.4 贮运及运输257.5 维修257.6 土建257.7 生活福利设施268 能耗分析及节能措施278.1 能耗指标278.2 节能措施279 环境保护289.1 厂址与环境现状289.2 执行的环境质量标准及排放标准289.3 建设项目主要污染源及污染物289.4 环境保护治理措施及方案299.5 环境保护机构及定员299.6 环境保护投资3010 劳动保护与安全卫生3110.1 编制原则3110.2 编制依据3110.3 工程概况3110.4 建筑及场地布置3210.5 劳动安全卫生设计中采用的主要防范措施3210.6 劳动安全卫生机构设置及人员配备情况3310.7 劳动保护设施费用3311 消防3411.1 设计依据3411.2 工程概况3411.3 消防方案3411.4 消防设施费用3412 工厂组织和劳动定员3512.1 工厂组织3512.2 劳动定员3512.3 人员的来源和培训3613 项目实施规划3714 投资估算和资金筹措3814.1投资估算3814.2 流动资金估算3915 项目财务评价4015.1 产品成本分析4015.2 经济效益分析4115.3 财务评价结论4116 结 论421 总 论1.1 概述1.1.1 项目名称、主办单位名称项目名称：8000吨/年废锂电池金属全封闭清洁回收工艺及其应用项目项目性质：新建项目总投资：15000万元企业名称：常州今创博凡能源新材料有限公司项目地址：常州市武进区遥观镇工业园今创集团内1.1.2 可行性研究报告编制的依据和原则1.1.2.1 编制依据 南京英凯工程设计研究院有限公司与常州今创博凡能源新材料有限公司签定的常州今创博凡能源新材料有限公司8000吨/年废锂电池金属全封闭清洁回收工艺及其应用项目建设工程咨询合同。 常州今创博凡能源新材料有限公司提供的设计基础资料。1.1.2.2 可行性研究报告编制原则 执行原化学工业部化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定（修订本）化计发（1997）426号。 认真贯彻执行国家基本建设的方针政策和经济法规。 重视环境保护，使生产装置的生产达到环保要求。同时严格执行国家有关生产及工业卫生的各项法令、法规，并做到环保措施与工程建设“三同时”。 充分利用现有今创集团提供的公用工程设施和环保设施，以节约投资，加快建设进度。 技术选择上力求高起点，先进稳妥可靠，以较小的投入获取最大的经济效益。工艺生产充分考虑节能降耗，以降低成本。 贯彻“工厂布置一体化、生产装置露天化、建构筑物轻型化、公用工程社会化、引进技术国产化”的“五化”设计原则。 本着对国家负责、对建设单位负责的精神，力求对技术成熟程度，市场需求预测、建设条件、经济效益，“三废”治理等方面进行全面的考察研究，对常州今创博凡能源新材料有限公司8000吨/年废锂电池金属全封闭清洁回收工艺及其应用的可行性作出比较科学、合理的结论。1.1.3 项目建设内容8000吨/年废锂电池金属全封闭清洁回收工艺及其应用。1.1.4 项目提出的背景、投资必要性和经济意义1.1.4.1 项目承办单位基本情况常州今创博凡能源新材料有限公司是今创集团的下属子公司，占地15000平米，固定资产投资6000万元，总投资额约1.5亿元人民币。公司以拥有自主知识产权的生产工艺为基础，以先进的生产设备和雄厚的技术力量为依托，以科学的生产管理和严格品质控制为保证，主要生产电积钴、电池级四氧化三钴以及硫酸钴、氯化钴等钴盐系列产品，年产量达到1500吨钴金属量，此外还有副产品1200吨电积铜。公司产品主要针对二次充电电池的严格要求设计、生产和检验的，完全满足合金产品的质量要求，可广泛应用于二次充电电池、航空航天、电机电气、机械、陶瓷、通讯、化工等行业。产品的各项性能指标均达到国际领先水平，深受客户信赖，具有很强的产品竞争力。公司重视与地方高校建立产学研合作，建立了以江苏技术师范学院江苏省贵金属深加工技术及其应用重点实验室为技术支撑的课题研发组，配以本公司的技术骨干和市场开发人员，分层次解决技术和产业化过程中工程与市场问题。小试研究在大学实验室，共同完成实验室技术的攻关。此外，本公司还配有技术开发工程师和市场开发工程师，与课题组一起完成工程设计和应用任务，同时具备新产品的市场开发能力和经济分析能力。工程师群体的任务是负责对高校合作取得的实验室技术进行中试转化与市场接轨工作，完成工程应用，形成具有经济价值的全套产业化技术。进行批量生产和市场销售，完成市场接轨、成果鉴定与评价，取得相关的技术水平证明。通过近三年的建设，本公司具备了从高校教授到市场运作的工程师的一支涵盖技术、管理、市场的专业化队伍，专业涉及化学、材料、机械、自动化、市场营销和质量管理等，具备产业化设计和技术开发能力，覆盖工艺、工装、市场和质量全部专业，总人数达到38人，是本公司的创新技术体系主体力量。目前公司已成立中国资源综合利用协会技术中心，中心名称是废旧锂离子电池金属再生利用技术中心。1.1.4.2 项目提出的背景近年来随着人们环境保护意识的不断提高以及自然资源的不断消耗，环境友好的锂离子电池被开发出来并得到广泛使用。锂离子电池具有工作电压高、体积小、质量轻、能量高、低污染、循环寿命长等优点，已成为移动电话、数码产品、便携式DVD等目标市场的绝对主力产品。2000年，我国锂离子电池产量约0.2亿只，占全球份额的3.6；到2005年，产量已高达7.6亿只，占全球份额的37.1，仅次于日本。目前，我国已成为锂离子电池的最大生产、消费和出口国。然而，巨大的电池生产消费带来了数目惊人的废电池。虽然相对于一次电池，锂离子电池对环境的影响相对较小，但是锂离子电池的正、负极材料、电解液等物质对环境和人类的健康还是有很大危害的。据报道，美国已将锂离子电池归类为一种包括易燃性、浸出毒性、腐蚀性、反应性等有毒有害性的电池，是各类电池中包含毒性物质最多的电池。长期以来，我国未对大量废弃的锂离子电池进行特殊处理，其主要进行填埋处置。虽然现在也有一些企业开始了废锂离子电池的回收处理，然而由于技术和经济等方面的原因, 目前锂电池回收率还很低，不到2%，给环境造成巨大威胁和污染，同时对资源也是一种浪费。分析表明: 锂离子电池平均含钴12%18% , 锂1. 2%1. 8%, 铜8%10% , 铝4%8% , 壳体合金30%。以钴为例，一个重约40g的电池，含金属钴约6g(大约占15)，按每年报废1亿只计，其中可回收的钴约为600吨，废旧锂离子电池中钴含量较钴精矿中含量还要高。可见，实现废锂离子电池的资源化回收，能有效缓解我国金属资源的短缺问题。再生处理废旧锂离子电池能获得多种金属及其盐，根据目前该类产品的市场行情，将获得巨大的经济效益，这也是推动废旧锂离子电池回收处理行业发展的主要动力。根据国家相关产业政策，利用废锂离子电池回收提取有色（稀贵）金属和生产产品的企业将享受国家税收优惠。并且在废电池污染防治技术政策（环发2003163号）中废锂离子电池被列入重点收集范畴，要求进行资源化再生或无害化处理处置。这些政策均体现了国家鼓励废电池回收的政策导向。因此,如何在治理“电池污染”的同时, 实现废旧电池有色金属资源尤其是钴的综合循环回收, 已成为社会关注的热点。目前，已经工业化应用的废旧锂离子电池处理技术主要有两类：全湿法浸出处理技术；火法煅烧与湿法浸出相结合处理技术。湿法浸出处理主要包括电池破碎或剥离、酸浸出(盐酸、硝酸、硫酸等) 和分离(沉淀、络合、萃取等方法) 等过程。具有投资少、成本低、建厂速度快、利润高、工艺灵活等优势。其操作条件温和，浸出温度一般小于80 ，但浸出液成分复杂，分离步骤较多。传统湿法处理工艺较复杂、资源回收率低和二次污染等问题影响了其被广泛推广。火法与湿法相结合处理技术主要包括破碎或剥离(或直接进行焚烧) 、焚烧或热处理和湿法浸出分离等过程。其特点是工艺相对简单，回收利用效率高，但一次性投资大、能耗较高，技术要求和运行成本都比较高。同时，焚烧过程产生的烟气中可能产生二恶英类以及硫氧化物、氮氧化物等酸性气态污染物、烟尘和重金属污染物，需要配备专门的烟气净化处理设备，大大增加了废电池处理的成本。在各种工艺中，酸浸加有机溶剂萃取是目前废弃电池回收处理工艺较为成熟的技术，其对设备的要求和处理成本与火法技术相比，都有很大的降低，同时也没有烟气净化的问题。但要想达到较高的效率，通常都需要进行多级萃取与反萃，这大大增加了工艺的复杂程度，使流程加长。同时会产生大量的废水，必须进行专门的处理以达标排放。另外，萃取剂价格昂贵。以上这些因素都使废弃电池处理的经济性降低，而产生的大量废水若不进行适当的处理，将造成二次污染。由此可见，无论采用何种工艺都各有利弊，关键是要完善现行成熟工艺，实现废锂离子电池的资源化和无害化处理处置，以获得更好的环境、经济和社会效益。此项目属于今创博凡能源新材料有限公司和江苏技术师范学院的产学研成果，并已通过了中国资源综合利用协会鉴定，鉴定结果：国际先进；同时此项目已获得中国资