ICS13.030.50 Z 05
7 F
中华人民共和国国家标准
GB/T33059—2016
锂离子电池材料废弃物回收利用的
处理方法
Methods for disposal and recycling of lithium ion battery material wastes
2017-05-01实施
2016-10-13发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T 33059—2016
前 言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国石油和化学工业联合会提出本标准由全国废弃化学品处置标准化技术委员会（SAC/TC294)归口。 本标准起草单位：广东邦普循环科技有限公司、江门市长优实业有限公司、浙江华友钻业股份有限
公司、中海油天津化工研究设计院、格林美股份有限公司、兰州金川科技园有限公司、广东工业大学环境科学与工程学院、新乡电池研究院有限公司、赣州市豪鹏科技有限公司、中国科学院过程工程研究所。
本标准主要起草人：余海军、王强、刘永东、谢英豪、张翔、马赛、谢武明、刘建生、区汉成、谢勇冰、 张学梅、刘勇、郭永欣。
H GB/T33059—2016
锂离子电池材料废弃物回收利用的
处理方法
1范围
本标准规定了锂离子电池材料废弃物回收利用的术语和定义、方法提要、原辅料和设备、处理条件
及工艺控制要求、环境保护和安全要求。
本标准适用于锂离子电池材料废弃物中镍、钴、锰、铜、铝的湿法回收处理方法。
2 2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB5085.7危险废物鉴别标准通则 GB 8978 3污水综合排放标准 GB 9078 工业炉窑大气污染物排放标准 GB 12348 工业企业广界环境噪声排放标准 GB16297 大气污染物综合排放标准 GB18597 危险废物贮存污染控制标准 GB 18599 一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准 GB25467 铜、镍、钻工业污染物排放标准 GB/T26493电池废料贮运规范 HJ2025 危险废物收集、贮存、运输技术规范
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
锂离子电池材料废弃物lithiumionbatterymaterialwaste 锂离子电池生产过程中产生的不合格极片、报废极片，以及电极材料废弃的浆料、粉末等，主要含有
四氧化三钻、镍钴锰氧化物、镍钻锰氢氧化物、钻酸锂、锰酸锂、镍钻锰酸锂等。
4方法提要
锂离子电池材料废弃物中的金属铜、铝利用机械物理法分离回收，其他金属及其化合物溶于酸，转化为易溶于水的离子形态，通过分离、富集实现镍、钻、锰的回收
1 GB/T33059—2016
5原辅料和设备
5.1 原辅料
原辅料主要包括：硫酸、盐酸、硝酸、过氧化氢、氨水、氢氧化钠、磺化煤油、二（2，4，4-三甲基戊基）麟酸（Cyanex272）、2-乙基已基麟酸单2-乙基已基酯（P507或PC-88A）、二（2-乙基已基）磷酸酯（P204）、三辛胺（7301或TOA)等。 5.2设备
主要设备包括：破碎分选装置、热解炉、搅拌机、压滤机、反应装置、储存装置、废气处理装置、废水处理装置、废渣收集设备等。
6处理条件及工艺控制要求
6.1 热处理条件
6.1.1 热处理温度：400℃～600℃。 6.1.2 热处理时间：0.5h~1h。 6.2 浸出条件 6.2.1 浸出溶剂为无机酸（硫酸、盐酸等）和助剂（过氧化氢等）的混合溶液：
a) 无机酸（以H计）浓度：1.5mol/L3mol/L。 b) 助剂(以H.O，计)浓度：2mol/L~5mol/L。
6.2.2 浸出时间：6h~12h。 6.2.3 浸出温度：70℃～90℃。 6.2.4 固液比：1：5~1：10。 6.2.5 搅拌强度：80r/min~150r/min。
6.3 工艺流程
6.3.1 锂离子电池材料废弃物应先进行粗破。 6.3.2 粗破后的负极材料物料采用机械法分离回收铜。 6.3.3 粗破后的正极材料物料通过热处理去除其中的隔膜、粘结剂等。 6.3.4 热处理后直接采用机械法分离回收铝。 6.3.5 分离后的剩余物料进行酸溶，得到的溶液经净化、萃取、反萃进行镍、钻、锰元素的回收。 6.3.6 得到镍、钻、锰盐纯化液用于生产化工盐、合成电池生产原料等。 6.3.7 锂离子电池材料废弃物湿法回收处理工艺流程见图1。
2 GB/T 33059—2016
锂离子电池材料废弃物
负极材料废
正极材料废弃物粗破
奔物粗破
1 热处理
机械分离 + 铜、废渣
废气、粉尘
机械分离
一铝
酸溶
浸出溶剂
滤渣
碱溶液
净化
碱、萃取剂、
举取 1 反萃 1
洗涤水一废液
酸
镍、钴、锰盐纯化液
图1湿法回收处理工艺流程图
6.4工艺控制要求 6.4.1通过热处理去除锂离子电池材料废弃物中的隔膜、粘结剂等，去除率应不低于99%。计算方法见A.1。 6.4.2通过机械分离获得铜、铝，回收率应不低于90%。计算方法见A.2。 6.4.3控制浸出工艺条件，锂离子电池材料废弃物中镍、钻、锰元素的浸出率均应不低于99%。计算方法见A.3。 6.4.4经净化、萃取分离提纯镍、钻、锰元素，镍、钻、锰元素的损失率均应不高于1%。计算方法见 A.4. 6.4.5利用湿法工艺处理锂离子电池材料废弃物，其中镍、钻元素的回收率均应不低于98%，锰元素的回收率应不低于95%。计算方法见A.5。 6.4.6锂离子电池材料废弃物中金属元素含量的检测方法参见附录B。
7环境保护和安全要求
7.1锂离子电池材料废弃物应根据形态不同，按GB/T26493的规定进行分类包装、运输、贮存。 7.2企业在回收利用过程中产生的废水，经处理钻离子排放浓度应按GB25467的要求执行，其他离子排放浓度应按GB8978的要求执行。 7.3回收利用过程中产生的固体废物应按GB5085.7的规定进行鉴别，并符合下列规定：
a）经鉴别属于危险废物，应按GB18597和HJ2025要求进行收集、贮存、运输，并交由有资质单
位进行处理。
3 GB/T 33059—2016
b) 经鉴别属于一般固体废物，应按GB18599的要求执行。 7.4 热处理中产生的废气经处理后应符合GB9078的要求。 7.5 回收利用过程中产生的粉尘，经处理后应符合GB16297的要求。 7.6 ；回收处理企业厂界噪声的排放应符合GB12348的要求。 7.7 回收处理作业区应在配备通风管道、排气、吸尘和贮存装置的厂房内进行。 7.8 处理设备和容器应具有安全防护措施。
4 GB/T33059—2016
附录A （规范性附录）计算方法
A.1热处理隔膜、粘结剂等去除率的计算
热处理隔膜、粘结剂去除率以r1计，按式(A.1)计算：
m m2
·(A.1 )
X100%
r1 :
式中： m, 热处理后锂离子电池材料废弃物经400℃～600℃灼烧后的质量的数值，单位为克（g)； m. 热处理后锂离子电池材料废弃物未经灼烧的质量的数值，单位为克（g）。
A.2铜、铝元素回收率的计算
铜、铝元素回收率以R1计，按式(A.2)计算：
m3
(A.2)
R, = X100%
m4
式中： m, m," -1t锂离子电池材料废弃物中铜、铝元素的质量的数值，单位为克（g）。
-1t锂离子电池材料废弃物经破碎、分选，回收的铜、铝元素的质量的数值，单位为克(g)；
A.3镍、钻、锰元素浸出率的计算
镍、钻、锰元素浸出率以e；计，按式（A.3)计算：
PaXV
X100%
·(A.3)
e::
m;
式中： Pa -1t锂离子电池材料废弃物经酸溶，浸出液中金属元素i的浓度的数值，单位为克每升（g/L)； V. -1t锂离子电池材料废弃物经酸溶后浸出液的体积的数值，单位为升(L)；
-1t锂离子电池材料废弃物中金属元素i的质量的数值，单位为克（g）。
m- 注：i代表镍、钴、锰元素。
A.4镍、钻、锰元素损失率的计算
镍、钻、锰元素损失率以I；计，按式（A.4)计算：
_Piz ×V, Puxy
×100%
.(A.4)
2
式中： Pi2 1t锂离子电池材料废弃物经净化、萃取处理，溶液中金属元素讠的浓度的数值，单位为克每
升(g/L);
5 GB/T33059—2016
V,——1t锂离子电池材料废弃物经净化、萃取处理，得到纯化液的体积的数值，单位为升(L)； Pa——1 t锂离子电池材料废弃物经酸溶，浸出液中金属元素i的浓度的数值，单位为克每升(g/L)； V——1t锂离子电池材料废弃物经酸溶，浸出液的体积的数值，单位为升(L)。 注：i代表镍、钻、锰元素。
A.5 镍、钴、锰元素回收率的计算
镍、钻、锰元素回收率以R：计，按式（A.5)计算：
R = Pi2 ×V
× 100%
.（A.5)
m;
式中： Pi2 -1t锂离子电池材料废弃物经净化、萃取处理，溶液中金属元素i的浓度的数值，单位为克每
升(g/L);
V. -1t锂离子电池材料废弃物经净化、萃取处理，得到纯化液的体积的数值，单位为升(L)； m -1t锂离子电池材料废弃物中金属元素i的质量的数值，单位为克（g）。 注：i代表镍、钻、锰元素。
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