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1.1电池回收工作可以带来资源的循环利用和相应的利益,但回收工作过程中对环境产生的影响也是不可忽视的我国现阶段需要在追求经济利益的同时更注重环境利益,就如总书记所说“绿水青山二金山银山乙电池中的有害物质处理不当易造成严重污染,在回收工作中需要双向考虑,平衡经济与环境的关系本文认为环保观念应始终贯穿于整个回收过程之中才能进步真空冶金反应过程总发生的化学反应与普通冶金不同,因为真空下更容易气化分解,所以真空环境回收速度加快而且回收物质不会氧化;系统内部不可控条件少;真空冶金过程提高温度时只需在系统内部加温不需要借助加温装置也就减少了煤炭燃烧产生的有害气体,有研究表明,在真空环境中镉金属也可以完全回收且纯度较高,可达到98%通过磁选技术,将没有磁性的与有磁性的金属进行区分,有研究表明大部分有磁性的经过磁选平均回收率达到90%以上物理磁选不仅可以避免回收过程过于复杂,而且实际使用简单效率高;环境效益优良,将有磁性的物质分离出来简化了回收流程经过多重工序并注意处理污染物,电池对环境产生污染的物质基本可以在回收过程中被提取出来,减少环境影响且有污染的物质在电池生产过程中同样重要,再次生产电池也避免不了重金属的使用
98.3%
97.5%钻
93.2%镖镒
16.9%
16.7%钾
20.3%稀有表磁选金属回收率统计表4-1所以本文认为物质回收时,可选取多种工艺相结合,不仅采用高温提炼方式物质在真空环境下提炼后通过不同物质磁性大小的区别进行分拣分拣后的金属物质若环境危害较大则将其重复应用于原本物质生产工作当中,让有毒金属进入死循环回收金属镉1电池生产图环保角度镉金属使用途径4-1若将电池生产过程中重要的有害物质重新利用那回收对环境影响必然大大减小动力电池回收节点价值模型构建L2以三元回收为例,上文对三元电池的回收方法进行了分析得知在高温无氧烘焙的条件下可获得铜和镇的混合物;在使用湿式磁选的方法可提取镒和碳粉基于以上回收工艺本文将构建经济效益估算模型通过分析推算得出在实际回收操作中大规模应用的可能从回收成本和回收利润入手计算经济效益得到模型
(一)单日回收利润阮尸单B处理产品售价(元/kg)-单日处理成本(元);
(二)处理产品售价的计算模型简化为单日处理产品售价(元尸产品单日单产量(kg)*当日平均市场售价(元/kg);
(三)单日处理产品维护费计算模型简化为单日处理成本(元尸设备的平均使用成本(元)+工厂基本运营成本(元)+运营人工费用(元/人)+其他(元);其中,设备平均使用成本(元/天)=设备引进价格(元)使用寿命(元/天);
(四)工厂基本运营成本(元/天)=用电总量费用(元/度)+用水总量费用(元/方);用水总量费用(元/天尸平均用水量(方/天)*水费(元/方);用电总量费用(元/天尸平均用电量(度/天)*电费(元/度);
(五)运营人工费用(元/天)二员工平均工资(元/人)*人数;
(六)其他运营费用包括设备维护费用和污染物处理费用为1000元/日;以此模型进行回收利润估计本文假设每天处理电池数量为10公斤,电池内部可回收的金属镒钻镁质量比例相等占电池极板总质量的30%,分别含有1000公斤的可回收物质,电池中石墨占比50%工人每天工作时长为八小时,此项回收任务需要四名员工配合完成,按法定节假日计算,平均工作200天/年
1.
2.1回收方法1价值模型三元电池的回收主要有两种成熟的回收方式分别回收和筛选不同的成分,上文提到一种方式是通过700度无氧环境下燃烧,来得到钻和镇;镒和碳等可用原料通过模型计算得到的经济价值如表4-2所示单日数据计算过程(¥/日)计算结果(¥/日)原料售价1400x20+1100x129100生产成本
619.2+
30.96+800+880+1200+
10004530.16处理机械价格619200-
1000619.2维护费619200x
0.05-
100030.96税额200000x
0.004800电费440x2x1880工人工资4x3001200其他10001000经济价值29100-
4530.
1624569.84表方法一经济效益计算4-2122回收方法2价值模型另一种方式是通过有氧燃烧和无氧燃烧交替进行然后通过氯化催化剂得到二氧化氯镒二氧化氯钻和氧化镁等化合物原料,通过模型计算得到的经济价值如表4-3所示单日数据计算过程(/日)计算结果(/日)¥¥原料售价1200x5+1100x30+1100x544500生产成本
769.2+
38.46+800+1080+1200+
10004887.66处理机械价格7692004-
1000769.2维护费769200x
0.05+
100038.46税额200000x
0.004800电费540x2xl1080工人工资4x3001200其他10001000经济价值44500-
4887.
6639612.34表路线二经济效益计算4—3根据计算结果得知假设每天处理电池数量为10000公斤时,处理方法1得到的利润为
24569.84元;处理方法2得到的利润为
39612.34元其中方法2氧化物原料的售价比单质原料的售价差15400元,两种回收方法的生产成本;机械价格和维护费差距不大,方法二用电量更多,由此本文认为回收方法2在经济方面有优势动力电池经济价值估算分析
1.3动力电池经济价值不能只看单方面,还有一些利润不高但社会贡献更大的材料一样需要处理主要表现在环境效益方面错阅未找蜩用流无害化回收利用废旧电池可以带来巨大的环境效益这一部分收益往往是回收企业不能直接得到经济回报,因此,从政府角度考虑,一方面应该加大废旧电池的回收利用研究力度;另一方面,对真正从事废旧电池无害化处置的企业应该给予一定的政策和经济扶持这种扶持的回报对象实际上是整个地球和社会,效益巨大
1.31新能源汽车动力电池物理回价值估算动力电池的回收过程通过预处理流程然后分离出电池内的金属外壳、电极材料等错误!未找到引用源,再揩电极材料和废料经过特定的回收工艺处理,最终筛选得到有价值的金属材料根据回收工艺,可以分成如下三类化学、物理和生物回收现阶段生物回收工艺还处于实验室阶段,因此我国的废旧动力电池的拆解回收主要是集中在物理、湿法及火法回收工艺因此本文根据我国主流回收方案进行价值评估其中废旧动力电池的回收处理成本、回收效益及收益参考了2018年贾晓峰等根据调研数据得到的结果,本文又根据实际经济发展和原材料价格涨幅情况进行了重新统计,其中原材料回收价格主要是参考百度旗下B2B平台爱采购和阿里巴巴
1688.com的采购批发平台通过查阅文献可知,动力电池的回收成本的支出主要是原材料回收费,针对电池进行拆解时候的会产生响应的费用、拆卸过程中产生的废水废砧以及废弃物的处理费用以及雇佣工人所产生的劳务费等必要的支出根据查阅相关网站可知,2021年废旧三元电池平均回收费用为6800元/吨,磷酸铁锂电池的平均回收所需花费为3758元/吨表每吨废旧电池回收处理成本4-3物料名称成本废旧磷酸铁锂电池3758原材料回收价格废旧二兀电池6800辅助材料成本酸碱溶液、萃取剂、修复材料等200单体电池拆解费用破费分选1000副产品回收费用残渣和废弃物等500电解液回收费用电解液、废水等200平均人工费用1564由上表可知,可以看出回收及拆解每吨三元电池的平均成本为10264元,回收及拆解每吨磷酸铁锂电池的平均成本为7222元近年来隔膜行业处于份额的激烈争夺期,价格降幅远超正负极、电解液错误!未找到引用源,每年价格下降40%的幅度,由2016年的5元/n降至目前的
1.2元/m-此外,根据网站查询信息,其他材料的每千克的回收价格如下表所示,其回收效率和每吨废旧电池可回收价值参考贾晓峰给出的信息,计算可知,拆解磷酸铁锂电池进行回收后得到的有价金属和材料进行变卖的话,可得到的经济收入为
7331.7元表磷酸铁锂电池拆解回收效率及收益4-4材料名称回收效率/%每吨废旧电池]回收质量年收益0/kg2021正极材料902122756负极材料
9016027.2正极铝箔
9045.
8801.5负极铜箔
9083.32499正、负极导电柱9551408隔膜954048铝合金外壳9836792此外,根据网站查询信息,其他材料的每千克的回收价格如下表所示,其回收效率和每吨废旧电池可回收质量参考贾晓峰给出的信息,计算可知拆解三元材料电池进行回收后得到的有价金属和材料进行变卖的话可得到的经济收入为
11263.59TUo表三元材料电池拆解回收效率及收益4-5材料名称回收效率/%每吨废旧电池可回收质量年收益/kg2021正极材料
94348.
746451.69负极材料
9419733.49正极铝箔
9347.
33828.275负极铜箔
9386.12583正、负极导电柱
9628.
2225.6隔膜
9612.
5315.036铝合金外壳
9339.
75871.5采用物理法回收工艺进行三元材料电池回收的成本为1264元,通过拆解售卖材料可以获得
11263.59元的收益,因此,拆解回收三元电池每吨可盈利
999.59元;而每吨磷酸铁锂电池拆解成本为7222元,收益为
7331.7元,因此拆解回收磷酸铁锂电池每吨可以盈利
109.7元
1.
3.2新能源汽车动力电池湿法回收价值估算根据查阅相关网站可知,可以看出回收及拆解每吨三元电池的平均成本为物料名称成本废旧磷酸铁锂电池3758原材料回收价格6800废旧三元电池辅助材料成本单体200酸碱溶液、萃取剂、修复材料等电池拆解费用副产1000破费分选品回收费用电解液500残渣和废弃物等回收费用平均人工200电解液、废水等费用156411655元,回收及拆解每吨磷酸铁锂电池的平均成本为8613元表4-6每吨废旧电池回收处理成本根据网站查询信息,其他材料的每千克的回收价格如下表所示,其回收效率和每吨废旧电池可回收质量参考贾晓峰给出的信息,计算可知拆解磷酸铁锂电池进行回收后得到的有价金属和材料进行变卖的话可得到的经济收入为
7691.66元表磷酸铁锂电池拆解回收效率及收益4-7材料名称回收效率/%每吨废旧电池可回收质量年收益/kg
202190230.
83000.
490168.
928.
7139047.
3827.75正极材料负极材料正极
9086.02580铝箔负极铜箔正、负极
9552.0416导电柱隔膜
9539.
046.8铝合金外壳
9836.0792此外,根据网站查询信息,其他材料的每千克的回收价格如下表所不,其回收效率和每吨废旧电池可回收质量参考贾晓峰给出的信息,计算可知拆解三元材料电池进行回收后得到的有价金属和材料进行变卖的话可得到的经济收入为
18336.83元表三元材料电池拆解回收效率及收益4-8材料名称回收效率/%每吨废旧电池回收质量年收益q/kg2021正极材料
94365.
4413521.28负极材料
94199.
1833.8606正极铝箔
9347.
33828.275负极铜箔
9386.12583正、负极导电柱
9628.
59228.72隔膜
9612.
6615.192铝合金外壳
9339.
75871.5采用湿法回收工艺进行三元材料电池回收的成本为11655元,通过拆解售卖材料可以获得
18336.83元的收益,因此,拆解回收三元电池每吨可以盈利
6681.83元;而每吨磷酸铁锂电池拆解成本为8613元,收益为
7691.66元,因此拆解回收磷酸铁锂电池每吨亏损
921.34元
1.
3.3新能源汽车动力电池火法回收价值估算根据查阅相关网站可知,可以看出回收及拆解每吨三元电池的平均成本为12290元,回收及拆解每吨磷酸铁锂电池的平均成本为9248元表每吨废旧电池回收处理成本物料名称4-93758原材料回收价格废旧磷酸铁锂电池废旧三元电池6800辅助材料成本酸碱溶液、萃取剂、修复材料等900单体电池拆解费用破费分选900副产品回收费用残渣和废弃物等800电解液回收费用电解液、废水等390平均人工费用500根据网站查询信息,其他材料的每千克的回收价格如下表所示,其回收效率和每吨废旧电池可回收质量参考贾晓峰给出的信息,计算可知拆解磷酸铁锂电池进行回收后得到的有价金属和材料进行变卖的话可得到的经济收入为
6066.84元表磷酸铁锂电池拆解回收效率及收益4-10材料名称回收效率/%每吨废旧电池可回收质量年收益/kg~~2021正极材料
90221.
42878.2负极材料
90167.
128.407正极铝箔
9047.
3827.75负极铜箔
9036.01080正、负极导电柱955L5412隔膜
9540.
448.48铝合金外壳
9836.0792此外,根据网站查询信息,其他材料的每千克的回收价格如下表所示,其回收效率和每吨废旧电池可回收质量参考贾晓峰给出的信息,计算可知拆解三元材料电池进行回收后得到的有价金属和材料进行变卖的话可得到的经济收入为
17715.28元表三元材料电池拆解回收效率及收益4-11材料名称回收效率/%每吨废旧电池回收质量年收益/kg2021正极材料
94348.
7412903.38负极材料
9419733.49正极铝箔
9347.
33828.28负极铜箔
9386.
12583.00正、负极导电柱
9628.
2225.60隔膜
9612.
5315.04铝合金外壳
9339.
75871.50采用火法回收工艺进行三元材料电池回收的成本为12290元,通过拆解售卖材料可以获得
17715.28元的收益,因此,拆解回收三元电池每吨可以盈利
5425.28元;而每吨磷酸铁锂电池拆解成本为9248元,收益为
6066.84元,因此拆解回收磷酸铁锂电池每吨亏损
3181.16元综上所述在回收效率及成本基本不变的情况下,通过拆解回收磷酸铁锂电池和三元材料动力电池,湿法回收工艺在三元电池回收方面呈现出较大盈利潜力,而对于磷酸铁锂电池的回收,选择物理回收工艺更为合适。
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