CN103056146A - 一种废旧电池及其过程废料全自动破碎分选系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废旧电池及其过程废料全自动破碎分选系统，包括粗破装置、细破装置、热解装置、震动分选装置和磁选装置，所述粗破装置、细破装置、热解装置、震动分选装置和磁选装置各自主要的进/出料口依序而直接或间接地相互衔接。本发明通过对废旧电池及其过程废料，先后采用粗破装置和细破装置，逐级梯度破碎，接着采用热解装置热解，再经过震动分选装置分选、磁选装置磁选，从而完成从废旧电池及其过程废料的投入直至贵重金属的收集，整个处理过程全自动化输送，连续性强，显著地减轻了劳动强度，极大地提高了操作效率；同时整个处理过程封闭性强，有效地杜绝了废旧电池及其过程废料回收时产生二次污染的现象。

Description

一种废旧电池及其过程废料全自动破碎分选系统

技术领域

本发明属于废旧电池回收处理领域，涉及一种废旧电池及其过程废料全自动破碎分选系统。

背景技术

随着电子科技产品种类和数量的增多，电池的使用越来越广泛，世界电池产量正以每年20％的速度增长。我国是世界上最大的电池生产国和消费国，年生产能力约150～160亿只，各类电池占世界电池生产量的1／4，居世界第一位。然而电池在给人们生活带来便利的同时，也给生活环境带来非常大的负面影响。废旧电池中含有大量的重金属、酸、碱等有害物质，电池使用后如果不经任何处理或处理不当，这些有害物质会进入土壤、地下水和大气中，对环境和人体健康造成危害。有关资料显示，一节一号电池腐烂在地下，能使l m²的土壤永久失去利用价值；一粒纽扣电池可使600t水受到污染，相当于一个人一生的饮水量。同时废电池中含有大量可再生资源，如果回收利用，可节省大量的可再生资源。因此，如何治理“电池污染”，减少资源浪费、提高经济效益，最大程度地避免环境污染，实现废旧电池资源化利用和无害化处理，已成为人们关注的焦点。

目前，现有的废旧电池处理主要有填埋、焚烧、手工拆解回收处理等方式。采用填埋方式处理，废旧电池的重金属将通过渗滤作用污染水资源和土壤；采用焚烧处理方式，废旧电池在高温下腐蚀设备，某些重金属从焚烧炉内挥发至飞灰中，造成大气污染；采用手工拆解回收处理方式，即人工拆解废旧电池外壳，回收可再生资源，此种方式拆解效率不高，且拆解时酸、碱液易挥发到大气中造成二次污染，直接危害操作人员的健康；另有对废旧电池进行回收处理的装置，但其大部分是对单个处理单元的针对性设备。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种可减轻劳动强度，自动化程度高，连续性强，实现废旧电池及其过程废料处理过程全自动输送和全封闭，安全环保的废旧电池及其过程废料全自动破碎分选系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种废旧电池及其过程废料全自动破碎分选系统，包括：

用于对废旧电池及其过程废料进行初步破碎的粗破装置；

用于对废旧电池及其过程废料进行进一步破碎的细破装置；

用于对破碎后的废旧电池及其过程废料进行热解细化的热解装置；

用于对热解细化后的废旧电池及其过程废料进行分选，将大小颗粒分开的震动分选装置；

用于对震动分选出的大颗粒物料进行磁选，将铁料和非磁性物料分开的磁选装置；

所述粗破装置、细破装置、热解装置、震动分选装置和磁选装置各自主要的进/出料口依序而直接或间接地相互衔接。

作为上述技术方案的改进，所述粗破装置与细破装置、热解装置与震动分选装置、震动分选装置与磁选装置之间均通过输送带相互衔接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述输送带为阶梯式输送带。

进一步，所述热解装置的进料口设置于细破装置的出料口下方。

进一步，所述粗破装置的进料口连接有进料传输装置，进料传输装置设有进料口，进料口下部连接有用于输送废旧电池及其过程废料的传输装置。

进一步，所述粗破装置包括主、从动粗破转轴及安装在主、从动粗破转轴上的粗破旋转刀组。

进一步，所述细破装置包括细破转轴及安装在细破转轴上的凸状细破刀组。

进一步，所述热解装置包括提供热源的电加热器、设于热解进料口与热解出料口之间用于传送废旧电池及其过程废料的钢制传输带。

进一步，所述震动分选装置包括震动室、设于震动室底部的震动筛网、设于震动筛网下方的收集装置。

进一步，所述磁选装置包括一级磁选机构和二级磁选机构，一级磁选机构设于二级磁选机构的上方，一级磁选机构和二级磁选机构设置有输送方向相反的履带传输装置，两个履带传输装置在履带拐弯处设置有对称安装的磁铁，两个磁铁下方分别衔接有用于收集非磁性物料的非磁性物料收集装置，所述二级磁选机构下方设有用于收集铁料的铁料收集装置。

本发明的有益效果是：本发明通过对废旧电池及其过程废料，先后采用粗破装置和细破装置，逐级梯度破碎，接着采用热解装置热解，再经过震动分选装置分选、磁选装置磁选，从而完成从废旧电池及其过程废料的投入直至贵重金属的收集，整个处理过程全自动化输送，连续性强，显著地减轻了劳动强度，极大地提高了操作效率；同时整个处理过程封闭性强，有效地杜绝了废旧电池及其过程废料回收时产生二次污染的现象。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明整体结构连接示意图；

图2是本发明中的进料传输装置结构示意图；

图3是本发明中的粗破装置外部结构示意图；

图4是本发明中的粗破装置内部结构示意图；

图5是本发明中的粗破旋转刀组结构示意图；

图6是本发明中的细破装置外部结构示意图；

图7是本发明中的细破装置内部结构示意图；

图8是本发明中的热解装置结构示意图；

图9是本发明中的震动分选装置结构示意图；

图10是本发明中的磁选装置结构示意图；

图11是本发明作业流程示意图。

具体实施方式

参照图1。本发明的一种废旧电池及其过程废料全自动破碎分选系统，包括粗破装置2、细破装置3、热解装置4、震动分选装置5和磁选装置6，所述粗破装置2、细破装置3、热解装置4、震动分选装置5和磁选装置6各自主要的进/出料口依序而直接或间接地相互衔接。当然粗破装置2、细破装置3、热解装置4、震动分选装置5和磁选装置6之间可以通过重力或震动输送机构衔接，优选地，所述热解装置4的热解进料口401设置于细破装置3的细破出料口303下方，粗破装置2与细破装置3、热解装置4与震动分选装置5、震动分选装置5与磁选装置6之间均通过输送带相互衔接，所述输送带可以是普通输送带，优选地，所述输送带为阶梯式输送带，其目的是防止物料在传输过程中出现下滑现象。

参照图2。所述粗破装置2的进料口201连接有进料传输装置1，进料传输装置1设有进料口101，进料口下部连接有用于输送废旧电池及其过程废料的传输装置，传输装置可以是双排链传送机构，优选地，所述传输装置包括传输框102及安装于传输框102上的阶梯式输送带103。

参照图3至图5。所述粗破装置2设有粗破腔202，粗破腔202上端连接粗破进料口201，下端连接粗破出料口203，优选地，粗破腔202上并排平行安装有两对主、从动粗破转轴，粗破电机Ⅰ213与粗破电机Ⅱ214分别连接主动粗破转轴Ⅰ204与主动粗破转轴Ⅱ206，主动齿轮Ⅰ209、从动齿轮Ⅰ210、主动齿轮Ⅱ211、从动齿轮Ⅱ212分别安装于主动粗破转轴Ⅰ204、从动粗破转轴Ⅰ205、主动粗破转轴Ⅱ206、从动粗破转轴Ⅱ207上，主动齿轮Ⅰ209与从动齿轮Ⅰ210互相啮合，主动齿轮Ⅱ211与从动齿轮Ⅱ212互相啮合，每根粗破转轴均安装有粗破旋转刀组208，每组粗破旋转刀组208之间设有隔套216，锁紧螺母215分别固定于粗破旋转刀组208的两端，用于粗破旋转刀组208的锁紧定位。粗破电机Ⅰ213与粗破电机Ⅱ214转速相同，方向相反。粗破装置2用于完成废旧电池及其过程废料粗破工序，其工作原理是：四根粗破转轴上的粗破旋转刀组208通过高速旋转，刀组刃口与隔套216之间形成相互剪切、撕裂和挤压的作用，处理成块状或团状，从而达到粗破的目的。上述只是优选实施方式，此外，也可将粗破装置2设计成一对或两对以上的主、从动粗破转轴的结构，或者设计成一对或一对以上均带有动力驱动的粗破转轴，每相邻两根粗破转轴转速方向相反的结构。

参照图6和图7。所述细破装置3设有细破腔302，细破腔302上端连接细破进料口301，下端连接细破出料口303，细破腔302的侧壁上安装有细破转轴304，细破转轴304上设有凸状细破刀组305，细破转轴304由细破电机306通过皮带307传动，细破电机306安装于电机座上，优选地，电机座包括上、下电机座308、309，下电机座309固定于细破腔302的外侧壁上，上电机座308通过螺栓310、螺母311与下电机309座连接，通过螺栓310可以调节电机的高度，以达到调节皮带307的松紧度的目的。当然，也可设计张紧轮进行皮带松紧度的调节。废旧电池及其过程废料在经过凸状细破刀组305破碎后，可直接输送到下一级处理装置中，优选地，凸状细破刀组305下方设有细破筛网312，细破筛网312高度可调节，可过滤半径为1~2mm的固定小颗粒。细破装置3用于完成电池及其过程废料细破工序，其工作原理是：细破电机306通过皮带307将动力传输至细破转轴304，从而带动凸状细破刀组305的旋转运动。物料进入细破腔302后受到凸状细破刀组305撞击，剪切而破碎，另一方面，物料与物料之间，物料与凸状细破刀组305之间相互摩擦进一步破碎。小于细破筛网312筛孔的粉末将从细破出料口303排出，大于筛孔的原料则继续被凸状细破刀组305撞击剪切，直至通过筛孔，从而达到细密粉碎的作用。

参照图8。所述热解装置4包括提供热源的电加热器402、设于热解进料口401与热解出料口404之间用于传送废旧电池及其过程废料的钢制传输带403，电加热器402可提供最高温度为500℃的热源，热解装置4将废旧电池及其过程废料进行热解细化。

参照图9。所述震动分选装置5设有震动室503，震动室503的左右侧壁上安装有平行架505，平行架505上部设有一震动电机506，震动室503的前后侧壁上分别设有震动进料口501、震动出料口504，震动室503的底部设有震动筛网507，用于筛滤0.4~0.6mm固体小颗粒，优选地，震动室503倾斜安装于固定架502上，震动室503倾斜安装有利于物料铺散在震动筛网507上，能更好地对物料进行震动分选。所述震动筛网507下方设有物料收集装置，用于收集细小颗粒。物料收集装置可以是设置于震动筛网507下方与震动室503连接的腔体，优选地，物料收集装置为细料收集袋509，细料收集袋509与震动筛网507之间设有细料出口508。

 参照图10。所述磁选装置6包括一级磁选机构和二级磁选机构，一级磁选机构设于二级磁选机构的上方，每级磁选机构包括履带传输装置，一级磁选机构的履带传输装置Ⅰ602的左端上方连接有磁选进料口601，履带传输装置Ⅰ602的左端拐弯处固定安装有驱动履带转动的磁选电机Ⅰ606，右端拐弯处固定安装有用于吸住铁料的永磁磁铁Ⅰ603，二级磁选机构的履带传输装置Ⅱ607左端拐弯处固定安装有用于吸住铁料的永磁磁铁Ⅱ608，右端拐弯处固定安装有驱动履带转动的磁选电机Ⅱ611，履带传输装置Ⅰ602和履带传输装置Ⅱ607的输送方向相反。永磁磁铁Ⅰ603、永磁磁铁Ⅱ608下方分别衔接有用于收集非磁性物料的非磁性物料收集装置，二级磁选机构的履带传输装置Ⅱ607下方设有用于收集铁料的铁料收集装置。非磁性物料收集装置、铁料收集装置可以是设置于磁选室614下方的腔体，优选地，永磁磁铁Ⅰ603、永磁磁铁Ⅱ608下方分别衔接有非磁性物料出口Ⅰ604与非磁性物料收集袋Ⅰ605、非磁性物料出口Ⅱ609与非磁性物料收集袋Ⅱ610，用于收集非磁性铁料；二级磁选机构的履带传输装置Ⅱ607的左端下方连接有磁选出料口612，磁选出料口612下方衔接有铁料收集袋613，用于收集铁料。

磁选装置6用于完成铁料和非磁性粉的分选，其工作原理是：震动分选工序后的物料从磁选进料口601进入磁选室614后，在履带传输装置Ⅰ602和永磁磁铁Ⅰ603的作用下，完成一级磁选机构磁选，大部分非磁性物料将进入非磁性物料出口Ⅰ604并由非磁性物料收集袋Ⅰ605收集，小部分非磁性物料与铁料进入二级磁选机构，最终铁料进入磁选出料口612并由铁料收集袋613收集，进入二级磁选机构的非磁性物料被分选至非磁性物料出口Ⅱ609，从而达到彻底分选的目的。另外，非磁性物料有铜、铝、钴化合物、镍化合物等物料，可采用如风选，筛分等方式作进一步分选。上述只是优选方式，此外，也可将磁选装置6设计成一级或两级以上的磁选机构的结构，或者设计成利用金属板通电后形成强大磁场进行磁选的结构。

参照图1至图11，本发明的工作原理：废旧电池及其过程废料（过程废料是指电池生产过程中产生的废料）从进料传输装置1的进料口101投入，并由阶梯式输送带103运输至粗破装置2的粗破进料口201，经由粗破进料口201落入粗破腔202内。粗破电机Ⅰ213与粗破电机Ⅱ214分别驱动主动粗破转轴Ⅰ204与主动粗破转轴Ⅱ206旋转，通过主动齿轮Ⅰ209与从动齿轮Ⅰ210、主动齿轮Ⅱ211与从动齿轮Ⅱ212的相互啮合，使得主动粗破转轴Ⅰ204与从动粗破转轴Ⅰ205、主动粗破转轴Ⅱ206与从动粗破转轴Ⅱ207同步旋转，从而带动粗破旋转刀组208完成粗破工作。粗破后的废旧电池及其过程废料从粗破装置2的粗破出料口203下落，由阶梯式输送带运输至细破装置3的细破进料口301，经由细破进料口301落入细破腔302内，细破电机306通过皮带307传动驱动细破转轴304旋转，从而带动凸状细破刀组305旋转。物料进入细碎腔302后受到凸状细破刀组305撞击，剪切而破碎，另一方面，物料与物料之间，物料与凸状细破刀组305之间相互摩擦进一步破碎。小于细破筛网312筛孔的粉末将从细破出料口303排出，大于筛孔的原料则继续被凸状细破刀组305撞击剪切，直至通过筛孔，从而达到细密粉碎的作用。

细破后的物料从细破装置3的细破出料口303下落至热解装置4中的热解进料口401，经过电加热器402高温热解后通过钢制传输带403运输至热解出料口404，再由阶梯式输送带运输至震动分选装置5的震动进料口501后落入震动室503内。在震动电机506的作用下，细小颗粒如锌粉、钴粉将通过震动筛网507掉落至细料出口508，由细料收集袋509收集。不能通过震动筛网507的粗大颗粒将从震动出料口504通过阶梯式输送带运输至磁选装置6的磁选进料口601，并在重力作用掉落至履带传输装置Ⅰ602的左端。磁选电机Ⅰ606驱动履带传输装置Ⅰ602运动，将物料运输至履带传输装置Ⅰ602的右端，大部分非磁性物料将进入非磁性物料出口Ⅰ604，由非磁性收集袋Ⅰ605收集。而铁料及小部分非磁性物料经过永磁磁铁Ⅰ603后掉落至履带传输装置Ⅱ607的右端，在磁选电机Ⅱ611的驱动下，将铁料及部分非磁性物料运输至履带传输装置Ⅱ607的左端。最后，铁料进入磁选出料口612，由铁料收集袋613收集，而进入履带传输装置Ⅱ607的非磁性物料则进入非磁性物料出口Ⅱ609，由非磁性收集袋Ⅱ610收集。至此，废旧电池及其过程废料完成了整个破碎分选流程，如此循环，便可实现废旧电池及其过程废料连续不断破碎分选作业。

本发明通过对废旧电池及其过程废料，先后采用粗破装置2和细破装置3，逐级梯度破碎，接着采用热解装置4热解，再经过震动分选装置5分选、磁选装置6磁选，从而完成从废旧电池及其过程废料的投入直至贵重金属的收集，整个处理过程全自动化输送，封闭性强，建立了一套高效且环保的回收处理废旧电池及其过程废料的系统。特别是磁选装置6采用了两级磁选机构，极大地提高了磁选效率，高识别地分选铁料和非磁性物料；同时粗破装置2采用同步齿轮啮合技术，并且采用两对主、从动粗破转轴即四轴破碎，主、从动粗破转轴可同速、反向旋转，减少了破碎时间，显著地提高了粗破效率。本发明结构简单，自动化程度高，安全环保，废旧电池及其过程废料的处理能力可达10000吨/年。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/ 或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种废旧电池及其过程废料全自动破碎分选系统，其特征在于，包括：

用于对废旧电池及其过程废料进行初步破碎的粗破装置；

用于对废旧电池及其过程废料进行进一步破碎的细破装置；

用于对破碎后的废旧电池及其过程废料进行热解细化的热解装置；

用于对热解细化后的废旧电池及其过程废料进行分选，将大小颗粒分开的震动分选装置；

用于对震动分选出的大颗粒物料进行磁选，将铁料和非磁性物料分开的磁选装置；

所述粗破装置、细破装置、热解装置、震动分选装置和磁选装置各自主要的进/出料口依序而直接或间接地相互衔接。

2.根据权利要求1所述的一种废旧电池及其过程废料全自动破碎分选系统，其特征在于：所述粗破装置与细破装置、热解装置与震动分选装置、震动分选装置与磁选装置之间均通过输送带相互衔接。

3.根据权利要求2所述的一种废旧电池及其过程废料全自动破碎分选系统，其特征在于：所述输送带为阶梯式输送带。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种废旧电池及其过程废料全自动破碎分选系统，其特征在于：所述热解装置的进料口设置于细破装置的出料口下方。

5.根据权利要求1所述的一种废旧电池及其过程废料全自动破碎分选系统，其特征在于：所述粗破装置的进料口连接有进料传输装置，进料传输装置设有进料口，进料口下部连接有用于输送废旧电池及其过程废料的传输装置。

6.根据权利要求1所述的一种废旧电池及其过程废料全自动破碎分选系统，其特征在于：所述粗破装置包括主、从动粗破转轴及安装在主、从动粗破转轴上的粗破旋转刀组。

7.根据权利要求1所述的一种废旧电池及其过程废料全自动破碎分选系统，其特征在于：所述细破装置包括细破转轴及安装在细破转轴上的凸状细破刀组。

8.根据权利要求1所述的一种废旧电池及其过程废料全自动破碎分选系统，其特征在于：所述热解装置包括提供热源的电加热器、设于热解进料口与热解出料口之间用于传送废旧电池及其过程废料的钢制传输带。

9.根据权利要求1所述的一种废旧电池及其过程废料全自动破碎分选系统，其特征在于：所述震动分选装置包括震动室、设于震动室底部的震动筛网、设于震动筛网下方的收集装置。

10.根据权利要求1所述的一种废旧电池及其过程废料全自动破碎分选系统，其特征在于：所述磁选装置包括一级磁选机构和二级磁选机构，一级磁选机构设于二级磁选机构的上方，一级磁选机构和二级磁选机构设置有输送方向相反的履带传输装置，两个履带传输装置在履带拐弯处设置有对称安装的磁铁，两个磁铁下方分别衔接有用于收集非磁性物料的非磁性物料收集装置，所述二级磁选机构下方设有用于收集铁料的铁料收集装置。

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