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张皖豫:工业固废提取碳酸理工艺分析与商业化实践

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由上海钢联电子商务股份有限公司主办,湖南省电池行业协会、广发期货有限公司联合主办,长沙市科学技术局、 广州期货交易所指导的2024年 (第三届) 锂电产业发展大会于2023年12月20至22日在长沙北辰国际会议中心盛大举行。此次大会围绕钴锂锰等锂电原材料及电池消费终端、回收等行业进行议题探讨,切实了解企业面临的困难和诉求,广泛凝聚发展共识,持续优化运营环境,抢先机遇,提前布局2024。

12月22日,新疆华宇新材料有限公司董事长张皖豫先生开展了以《工业固废提取碳酸理工艺分析与商业化实践》的主题演讲,演讲主要从六方面展开阐述。

新疆华宇新材料有限公司  董事长  张皖豫

一、公司概述

新疆华宇新材料有限公司成立于2022年4月,公司位于新疆昌吉回族自治州玛纳斯县,是新疆唯一一家利用工业固体废渣提取电池级碳酸锂材料的科技环保公司,填补了新疆新能源新材料领域生产的空白。

公司地理位置优越,玛纳斯处于东疆哈密、西边喀什阿富汗、南疆和田红柳滩、北疆阿勒泰富蕴可可托海,四地区锂资源带中心位置;企业周边八大厂为废渣提锂提供了资源条件;玛纳斯湖卤水锂含量丰富。丰富的自然资源、工业基础条件为公司做大、做强提供了先天性优势。

公司专业技术人员36人,拥有发明专利3项,已申报的将近20项。目前已建设完成设计产能达2400吨/年电池级碳酸锂生产线一条,并于2022年10月正式投产。2023年公司被评为创新型中小企业、科技型中小企业。

  西峡公司自18年试验专利研发成功后,指导多家公司技术和建设产线。新疆公司于2021年开始筹建,2022年4月份项目落地玛纳斯县,11月份已经进入正常投产,一期项目年产电池级碳酸锂2400吨,产值10亿。二期主要已于2023年4月份启动,2023年11月投产,年能10000吨。公司利用工业固废提取碳酸锂后的废渣可全部加工成为炼钢冶金辅料产品、电解铝工序用的氟化铝产品等,没有传统锂辉石、锂云母提锂后尾矿渣堆积难处理问题,实现真正的全面高效利用、经济、环保、效益最大化。

公司自主技术设计的产线与利用废旧锂电池材料可无缝切换材料来源多样化。

二、技术先进性、成本优势

公司从工业固废中提取锂盐制备碳酸锂的方法,该方法以上游工业固体废弃物为原料,经过一系列的生产工序提纯、去杂、沉淀、烘干, 具有反应稳定、纯度高、成本低等优势。与现有技术相比,本工艺具有以下有益效果:

1.矿物质材料替代

本工艺提供了从工业固废中提取锂盐制备碳酸锂的方法,以上游工业固废为主要原料生产碳酸锂产品,替代了较为昂贵和稀缺的锂云母,可减轻我国锂电能源材料对进口锂辉石、锂云母的依赖,大大降低了碳酸锂的生产成本。

2.滤渣再次利用

对制备的硫酸锂溶液进行过滤,所得滤渣转化为炼钢辅料环保型化渣助熔剂和电解铝用氟化铝产品,帮助行业降低成本、提高企业产品质量有显著效果,目前有固定客户。

3.反应稳定,纯度高

该发明生产工艺固液反应、液液反应均易控制,产品易分离,且产品纯度高达99 .7%,杂质含量较低、质量稳定、可依据客户需要达到99.9品位。

 

三、三大产品体系

1.电池级碳酸锂

经过工艺提纯后,纯度达99.95%,主要用途为生产锂离子电池正极材料,具有纯度高、无粉尘产生、废水循环利用、无安全隐患等优点,高纯度碳酸锂在医药、国防、冶金行业领域也有广泛的用途。

2.环保型化渣助熔剂

现市场普遍以萤石作为炼钢化渣助熔剂,虽然取得了良好的化渣功效,但萤石是不可再生资源,而且生产成本偏高。我公司研发的环保型化渣助熔剂,能达到完全替代萤石助熔化渣的效果,具有熔点低、加入量小、化渣稳定、低有害含量等优势。

3、工业氟化铝

氟化铝在工业生产中广泛应用于铝治炼、电解铝、陶瓷工艺、催化剂等领域,在电解铝的生产中主要用于调整剂、助熔剂,控制电解过程的热平衡,降低电解过程的能源消耗。此外,还可用作有机化合物及有机氟化合物合成中的催化剂、陶瓷和珐琅助熔剂及釉药的组分用以降低熔点和提高电解质的电导率。吨铝用量30-50公斤,新疆八大铝厂总产能700万吨用量35万吨。

四、三大核心技术及工艺分析

1.三大核心技术分别是:

(1)拜耳法生产氧化铝循环母液中提锂制备电池级碳酸锂技术

直接从工业固废材料提取电池级碳酸锂,把固体废渣资源高价值利用,一定程度缓解锂矿资源被西方国家卡脖子问题。且提取率可达95%以上,纯度达到99.95%品位较高。

(2)工业固废材料提取电池级碳酸锂后残渣制备氟化铝技术

原料来源于提取电池锂后的残渣溶液,通过滤萃取,不使用化学剂,对环境无污染;纯度高可用于制造光学透镜;真正实现资源循环利用,氟化铝产品返销电解铝厂。

(3)工业固体废渣提取电池级碳酸锂后残渣制备炼钢化渣助熔剂技术

炼钢助熔剂,原料是上游工业固废提取碳酸锂后的尾渣物为原料,成本低;产品含钠元素低降低了对炉壁和除尘设备侵蚀;炼钢化渣效果好,不染钢水,不增碳。与品位85萤石比较加入量减少20-50%,吨钢成本降低20元左右,实现固体废物零排放。

2.工艺固废提锂的四大类别:

(1)直接酸浸

优点:流程短、投资低

缺点:

1、浸出渣含锂高

2、(Li>0.3%)

3、环境较差

4、浸出低

5、锂总收率低

(2)酸+辅助剂浸出

优点:

1、浸出率>90%、环境较好、投资较低

2、锂总收率80%左右

缺点:

1、引入辅助剂,增加净化难度

2、净化渣中含锂高

(3)硫酸焙烧+水浸出

优点:

1、浸出率比单独酸有提高

2、浸出率90%

3、锂总收率80%左右

缺点:

1、投资高

2、环境风险大(酸尾气)

(4)钙化物焙烧+酸浸

优点:

1、浸出率>90%

2、锂总收率80%左右

缺点:

1、投资高

2、环境风险较大(粉尘)

3、焙烧致使成本增加

4、净化渣含锂高

五、公司发展规划

1.公司发展规划

以资源回收高价值再利用为主导做精主体产业补链延链完善布局增加利润点抵御风险。公司有顶级的科研团队拥有多项将引领行业高利润的专利、奋进务实的管理团队,在22年疫情期间100天内从规划施工投产建起工业固废提电池级碳酸锂产线,为国内最快自己设计施工投产的碳酸锂厂家。

目前主营业务及利润点:工业固废提锂:目前采用的是利用上游工业固废提锂以及提锂后废渣高价值处理。目前产能年提锂2400吨;高附加值处理上游固废废渣3万吨。二期项目投产后将达到年产碳酸锂1万吨提锂、废渣深加工20万吨产能,同步启动与铝厂配套供应链业务选择性供应高锂氧化铝粉业务。

2.三年内企业发展规划以及利润点

(1)碳酸锂下游冶金材料

2023年底,我公司将启动碳酸锂下游冶金材料项目。碳酸锂在高端炼钢保护渣行业应用已久,华宇公司团队在炼钢辅料行业深耕多年,技术市场无缝对接。

(2)危废处理

继续做好利用产业链上游的工业固废,对其中的有效成分充分利用,深加工产品延伸至净水剂、结晶氯化铝、聚合氯化铝,用于水处理行业、化工行业 。我公司技术可做钢厂精炼剂、脱氧剂、化渣剂、增碳剂等,在河南公司有成熟市场和工艺。利用炼钢降低成本,解决了各种危废环境隐患又提高了附加值利用,全部走在国内外最前沿。目前危废证申请已公示。

(3)公司新专利工业投产

2024年实现新技术产业化,布局新赛道。在氧化铝粉生产过程中通过萃取提锂,在未来行业竞争可能白热化的情况将率先实现换道超车。已经完成中试,根据行情6月将在氧化铝粉产线布局规模化操作。

(4)电解铝上游

高锂氧化铝粉供应链业务,给铝厂配套服务大单采购长协送货氧化铝粉,置换高锂电解质贸易预计年贸易量50亿利润5亿。

(5)电解铝下游深加工

结合目前锂产业和铝产业发展,铝锂合金是近十几年来航空金属材料中发展最为迅速的一个领域,涉入铝深加工、金属铝粉等高利润产品。电解铝下游高附加值产业链吻合深加工,铝锂合金代替进口材料。

(6)废旧锂电回收

目前公司工业固废提锂产线设备特殊性可以完全满足废旧锂电中锂、镍钴、锰的回收。同时利用目前碳酸锂自产优势,结和铝行业铝箔,铝板材料与下游头部电池行业深度合作共同开发储能行业电池,以成本优势进入新的朝阳行业。

(7)煤化工处理

铝厂配套电厂用煤的煤化工处理,华宇公司的班底专长有国内外最先进的煤化工处理经营经验。协助铝厂自备电厂用煤的新利润增长点,本着利他价值观协助铝厂降低能源成本。

(8)储能置换

碳酸锂下游置换储能电池,新疆将迎来光伏发电、风电、以及企业和牧民的分布式洁净能源的储能需求,我们聚焦优势资源整合借鸡下蛋,同时又抵御了碳酸锂产能过剩的降价滞销风险。

 

六、商业化实践

优势领域商业化实践,一循环三产业商业模式,与上游产废单位达成战略合作,提锂后尾渣转换为铝厂辅料氟化铝,为铝厂降低采购成本、创造利润同时形成稳定的货源渠道,满足公司生产需要。

利用公司周边资源富裕优势为同行业采购原料行成大单采购降低材料成本。贵州长虹、四川同发荣等同行企业行成战略合作既代采材料又协助兄弟单位处理尾渣一站式保姆服务在为客户解决问题的基础上实现公司的价值和利润。

目前公司产品满足下游客户质量需求,跟据客户需求生产质优价廉的优质产品,下游客户满足电池级、工业级、冶金材料等用途需求,客户范围辐射至新疆、河南、湖南、江苏、上海等地。公司严控产品质量,受到相关客户的一致好评。

积极向优势上下游进行股权合作,稳定原料渠道和成品销售市场。

 


资讯编辑:徐慧妹 18014761063
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综合指数 04-28 141.26 -0.09
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品种 日期 指数 周环比
螺纹钢情绪 04-26 58.11 -10
热卷情绪 04-26 49.69 -4.74
冷卷情绪 04-26 47.66 -4.53
数据来源:钢联数据免费下载

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