CN102233352A

CN102233352A - 一种用于粘结体的分离装置

Info

Publication number: CN102233352A
Application number: CN2011101722995A
Authority: CN
Inventors: 雷立旭
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2011-11-09

Abstract

本发明公开了一种用于粘结体分离的装置，可用于用粘结剂粘结于大块物质上的固体粉末和该大块物质的分离，尤其适用于锂离子电池电极活性物质与集流体的相互分离，可以同时完成溶剂提取、粉末与大块物体的筛分两个操作。该分离装置主要由一个带机械搅拌的提取器1，提取器上盖2、筛孔3、搅拌器4及其搅拌桨5、粉末固体收集器6、粉末固体收集器下盖7和保温外套8组成。在溶剂将粘结剂提取后，粘结于大块物质上的固体粉末可以立即通过筛眼落入容器下部，极大地提高了分离效率。属于化工分离技术领域。

Description

一种用于粘结体的分离装置

技术领域

本发明涉及一种能够将粘结在一起材料相互分离的装置，尤其适用于通过化学或物理粘结作用粘结于大块物质上的固体粉末和该大块物质的分离。该装置可以同时完成溶剂提取、粉末与大块物体的筛分两个操作，属于化工分离技术与装置领域。

背景技术

近年来，锂离子电池因为具有比能量大、无记忆效应，使用成本低等优势，目前已被广泛用于各种移动耗电设备，例如笔记本计算机、移动电话、照相机、摄像机等，最近又被用于电动车辆。毫无疑问，这种大规模的应用不可避免地带来同样规模的废旧电池。尽管锂离子电池成分毒性较小，但其中锂和钴等资源极为有限，如不将废旧锂离子电池回收和资源化，使之再利用，锂离子电池生产和使用必定不可以持久。

到现在为止，锂离子电池的资源化思路大致可以分为两种。一种是将电池切割、粉碎、烘干、酸浸、分离，然后应用冶金技术得到金属或化合物。这种处理方法的主要问题是，虽然部分有价金属如锂和钴被提取，但在提取过程形成了更多的副产品。这有悖于可持续发展的绿色化工技术的要求。第二种技术包括我们已授权专利技术（ZL 2006 1 0037681.4），主要使用物理拆解的办法将电池成分分离，之后经适当地化学处理得到再生的电极活性物质。第二种技术大大降低了副产物的生成，符合绿色化工的要求。

我们已在专利ZL 2006 1 0037681.4指出，电池经破壳，电池内芯被取出并洗涤，然后切割成小块之后，使用有机溶剂处理，可以使粘结剂溶于有机溶剂，结果使固体活性物质粉末从集电体上脱落，造成了与隔膜、铜箔、铝箔分离。不过，特别是在固体粉末比较多时，从基底上脱落下来的固体粉末有可能会再次粘附在基底上，使分离过程的效率大大降低。为了使该过程更加容易和方便地进行，提高工作效率，我们设计了本发明公开的一种集溶剂提取、粉末物质与大块物质筛分的装置。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种同时具有筛分和溶剂提取能力的装置，将粘附在大块固体基底上的粉末物质与基底高效率地分离。

技术方案：本发明的用于粘结体分离的装置主要包括置于同一个圆锥形容器的一个带机械搅拌的提取器，提取器上盖、具有筛孔的筛分器、搅拌器及其搅拌5、固体粉末收集器、粉末固体收集器下盖、保温外套；其中，提取器位于锥形的固体粉末收集器中的上方，提取器的下部设有筛分器，保温外套包在固体粉末收集器外部，提取器的上部设有提取器上盖；搅拌桨位于提取器中并通过转轴与提取器上盖外的搅拌驱动器连接，固体粉末收集器的下部设有粉末固体收集器下盖。

提取器和固体粉末收集器之间的筛分器的筛孔为 0.01 mm ~ 3 mm的光滑小孔。

有益效果：本发明涉及的是一种将粘结在大块固体基底上的固体粉末与其分离的装置。该装置使用提取剂破坏固体粉末与大块物质粘结作用，也使固体粉末与大块固体筛分，可以保证从大块固体上掉落的固体粉末及时地与大块固体分离，大大提高了洗脱的效率。可用于锂离子电池电极组分等小颗粒通过化学或物理作用粘附在大块固体基底上的粘着物与基底的分离。

附图说明

图1是本发明分离装置的结构示意图，其中有：提取器1、提取器上盖2、筛分器3、搅拌器4及其搅拌桨5、粉末固体收集器6、粉末固体收集器下盖7、保温外套8。

具体实施方式

本发明是一种用于粘结体分离的装置，主要包括置于同一个锥形容器的一个带机械搅拌的提取器、筛分器、粉末固体收集器和保温外套4部分。其中，提取器位于锥形的粉末固体收集器的上方，提取器和粉末固体收集器由设有筛孔的筛分器分开。提取器的中部设有搅拌器及其搅拌桨，提取器的上部设有提取器上盖，搅拌器的搅拌桨从提取器上盖穿出。粉末固体收集器的下部设有粉末固体收集器下盖。各部分的作用如下：

1）带机械搅拌的溶剂提取器，用于盛放提取剂液体和待分离的固体物料。本装置使用提取剂溶解粘结剂，从而使固体粉末从大块固体基底上脱落下来。为了促进粘结剂的溶解过程以及固体粉末与固体基底的分离，本装置包含一个机械搅拌器。因为固体基底可能会比较软，机械搅拌器的搅拌桨必须特别设计。溶剂提取器的上部有开口，以便于待分离物料的投入和大块固体物质的排出。

2）筛分器。筛分器位于提取器和固体粉末收集器之间，其上有光滑小孔。小孔的孔径由固体粉末的粒径决定，它们保证洗脱下来的固体粉末和溶剂穿过，但不允许大块的固体物质通过。

3）固体粉末收集器。它被置于筛分器的下部，呈圆锥形。圆锥体的下部设有开关以使固体粉末及粘结剂的溶液排出。

1.分离装置的结构：

该分离装置主要包括置于同一个锥形容器的一个带机械搅拌的提取器、筛分器、粉末固体收集器和保温外套等4部分。其中，提取器1位于锥形的粉末固体收集器6的上方，提取器1和粉末固体收集器6由设有筛孔的筛分器3分开。提取器的中上部设有搅拌器4及其特别设计的搅拌桨5，保证桨叶旋转时不使柔软的大块物料卷曲而产生包埋现象；提取器的上部设有提取器上盖2，用于待分离物料的投入与大块物体的排出；搅拌器的搅拌桨5从提取器上盖2穿出。粉末固体收集器的下部设有粉末固体收集器下盖7用于固体粉末和提取剂的排出。提取器的外部设有保温外套8，可以使具有一定温度的流体从夹套中通过来控制提取过程的温度。为了便于观察，可以在提取器中合适的位置布置探测器；也可以在提取器的合适位置安置大块物料捕捞器。

2.具体实施步骤：

装置在使用时，升高搅拌桨，掀开上盖，将待处理的物料和处理液（溶剂）投入提取器1，开动温度控制装置，缓缓降低搅拌桨的位置，开动搅拌器。到适当时间后停止温度控制器和搅拌器，开启上盖排出所有的大块物料和提取液；然后开启粉末收集器下盖排出粉末与提取液。分别过滤或离心分离上述两种固液混合物，即可得到粉末固体物质、大块固体物质和提取液。

合并上述提取液。提取液中含有的粘结剂或其它成分经合适的过程之后被提取，从而纯化提取液。后者可以再次被用于其它物料的处理。

Claims

1.一种用于粘结体分离的装置，其特征在于该分离装置主要包括置于同一个圆锥形容器的一个带机械搅拌的提取器（1），提取器上盖（2）、具有筛孔的筛分器（3）、搅拌器（4）及其搅拌桨（5）、固体粉末收集器（6）、粉末固体收集器下盖（7）、保温外套（8）；其中，提取器（1）位于锥形的固体粉末收集器（6）中的上方，提取器（1）的下部设有筛分器（3），保温外套（8）包在固体粉末收集器（6）外部，提取器（1）的上部设有提取器上盖（2）；搅拌桨（5）位于提取器（1）中并通过转轴与提取器上盖（2）外的搅拌驱动器（4）连接，固体粉末收集器（6）的下部设有粉末固体收集器下盖（7）。

2.根据权利要求1所述的用于粘结体分离的装置，其特征在于位于提取器（1）和固体粉末收集器（6）之间的筛分器（3）的筛孔为 0.01 mm ~ 3 mm的光滑小孔。