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廢棄鈷鎳材料的循環(huán)再造關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化

來源:  發(fā)布時間:2016年07月25日 作者:

       研究院以有色金屬資源循環(huán)與環(huán)境友好精細材料領(lǐng)域為重點研究領(lǐng)域,注重與科研院所、工廠企業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新,研究中心近年來在開采“城市礦山”實現(xiàn)資源循環(huán)方面的研究取得了重大突破,其中廢棄鈷鎳材料的循環(huán)再造關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用就是一個典型的案例。

鈷、鎳金屬廣泛應(yīng)用于電池、催化劑、硬質(zhì)合金、磁性材料、不銹鋼、機械工具、染料等眾多行業(yè),在現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少。我國鈷鎳資源稀缺、消費快速增長,已探明的鈷金屬儲量不足十萬噸,僅占世界鈷資源的1%;我國鎳資源不到世界的10%,2009年消耗量45萬噸,自產(chǎn)僅15萬噸。而我國每年的廢電池超過30萬噸,鋰離子、鎳氫、鎳鎘等各類含鈷鎳的廢電池保有量已超過100萬噸,充分利用這類失效鈷鎳作為再生資源,不僅可緩解我國鈷鎳資源緊缺,同時避免了環(huán)境污染。現(xiàn)有鈷鎳再生材料的主要局限是不能滿足二次電池、合金等高端產(chǎn)品的應(yīng)用要求。

研究中心一直關(guān)注國內(nèi)及國際有色資源和市場,對“兩個市場,兩種資源”擁有深刻的研究探討;研究中心緊抓鈷鎳市場供應(yīng)矛盾積極與多所高校、科研院所及企業(yè)合作,在國家自然科學(xué)基金、863計劃、科技專項等系列項目的支撐下對典型多元系廢舊電池等鈷、鎳廢料的再生和高性能鈷鎳新材料技術(shù)展開研究,創(chuàng)造性地解決了性能修復(fù)、活化和特殊結(jié)構(gòu)成形、拆解/分類、高效分離提純等關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化裝備的重大技術(shù)難題,開發(fā)出適應(yīng)多種廢料的失效鈷鎳材料循環(huán)再造的全套產(chǎn)業(yè)化技術(shù)并工業(yè)應(yīng)用。

主要成果:

①榮獲2009年度中國有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)一等獎,2010年度國家科技進步二等獎;

②發(fā)明了氨循環(huán)法高錳與鎳、鈷分離的技術(shù),開發(fā)出硫酸銨部分沉淀鎳-硫酸銨、碳銨、氨水混合溶液兩步法沉錳新工藝;

③發(fā)明了以霧化水解沉淀和分級熱解還原為核心的失效鈷鎳材料制備球狀、纖維和針狀等特定形狀的鈷、鎳粉體工業(yè)生產(chǎn)技術(shù);

④發(fā)明了冷凍干燥制備鈷鎳前驅(qū)體技術(shù),成功生產(chǎn)出超細鈷、鎳系列分體材料;研制開發(fā)出廢棄電池控制破碎、自動分選機等系列專門生產(chǎn)系統(tǒng)與工藝技術(shù),實現(xiàn)了廢料的高效拆解/分選和自動化生產(chǎn);

⑤建成了年處理兩萬噸以上各種廢棄鈷鎳材料、年產(chǎn)兩千噸超細鈷鎳粉和三千噸鈷鎳精細化工材料的生產(chǎn)線;

⑥大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)出超細金屬鈷粉和鎳粉、球形氫氧化鎳、方形四氧化三鈷和類球形氧化亞鈷等四大系列鈷鎳粉體材料,完全修復(fù)失效鈷鎳材料性能,產(chǎn)品成本低于原礦產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。經(jīng)中國有色金屬工業(yè)粉末冶金產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心檢測和用戶使用證明:產(chǎn)品性能優(yōu)越,滿足電池、硬質(zhì)合金等不同行業(yè)技術(shù)標準和使用要求,能替代進口產(chǎn)品。獲得了國家重點新產(chǎn)品和湖北省、廣東省名牌產(chǎn)品等,中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鑒定為“整體技術(shù)達到了國際先進水平,在廢棄鈷鎳物料制備超細粉體技術(shù)方面達到國際領(lǐng)先水平?!蓖懂a(chǎn)后產(chǎn)銷量保持連年增長,已銷售14億元(近三年12億元),實現(xiàn)利潤三億元和稅收六千萬元,經(jīng)濟和社會效益顯著;

⑦項目獲授權(quán)40項專利技術(shù)(24項發(fā)明)、制定和形成了國家和行業(yè)技術(shù)標準13項;先后在深圳、湖北建立了覆蓋20各城市、7千萬人群的廢舊電池回收網(wǎng)絡(luò),開采“城市礦山”資源,緩解了我國鈷鎳稀缺資源的需求,同時保護了環(huán)境。項目科技創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè),實現(xiàn)了技術(shù)跨越,成功實踐循環(huán)經(jīng)濟,引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)升級和行業(yè)技術(shù)進步,循環(huán)材料造福社會。


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