CN109301371A - 一种锂电池回收用废旧钛酸锂负极片分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池回收用废旧钛酸锂负极片分离装置，包括支撑架，所述支撑架上端固定安装有分离箱，所述分离箱内壁上安装有隔板，所述隔板将所述分离箱内分割成溶解室和反应室，所述分离箱上端密封扣接有箱盖，所述箱盖上安装有搅拌电机，所述溶解室内设置有与所述搅拌电机输出轴固定连接的搅拌器，所述箱盖上设置有与所述溶解室内连通的排气管，所述排气管另一端与气体压缩泵和干燥器连通，所述气体压缩泵通过管道与高压储罐连通。有益效果在于：本发明所述的一种锂电池回收用废旧钛酸锂负极片分离装置能够实现快速、彻底的将铝箔与钛酸锂分离，分离效果好，分离效率高，实用性好，有效提升废旧钛酸锂负极片回收工艺的生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池回收领域，具体涉及一种锂电池回收用废旧钛酸锂负极片分离装置。
背景技术
目前，在锂电池回收工艺中，对于废旧钛酸锂负极片上钛酸锂与铝箔的分离传统的分离工艺是采用超声分离，即将钛酸锂负极片置于超声波振荡器中震荡0.5-2h，使钛酸锂粉料从铝箔中脱落，实现二者分离。
由于钛酸锂浆料是涂抹在铝箔表面，而且钛酸锂浆料浆料中含有粘结剂，因此钛酸锂浆料烤干后与铝箔表面粘贴十分牢靠，即便采用超声波振荡也难以使其迅速分离，实际生产过程中往往需要花费较长时间才能使钛酸锂粉料从铝箔中脱落，而且钛酸锂脱落不完全，因此传统的分离工艺不仅花费时间长，而且分离效率低，分离效果差。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种锂电池回收用废旧钛酸锂负极片分离装置，以解决现有技术中传统的采用超声分离钛酸锂负极片不仅耗时较长，而且分离效果较差，分离效率较低等问题。本发明提供的诸多技术方案中优选的技术方案能够实现快速、彻底的将铝箔与钛酸锂分离，分离效果好，分离效率高，实用性好等技术效果，详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种锂电池回收用废旧钛酸锂负极片分离装置，包括支撑架，所述支撑架上端固定安装有分离箱，所述分离箱内壁上安装有隔板，所述隔板将所述分离箱内分割成溶解室和反应室，所述分离箱上端密封扣接有箱盖，所述箱盖上安装有搅拌电机，所述溶解室内设置有与所述搅拌电机输出轴固定连接的搅拌器，所述箱盖上设置有与所述溶解室内连通的排气管，所述排气管另一端与气体压缩泵和干燥器连通，所述气体压缩泵通过管道与高压储罐连通；
所述隔板下表面设置有与所述溶解室连通的出液管，所述出液管下端与过滤网管连通，所述过滤网管下端与输送网管连通，所述输送网管侧面上端与伸出所述分离箱的落料管连通，所述输送网管内安装有螺旋轴，所述输送网管下端安装有与所述螺旋轴连通的输送电机；
所述分离箱外壁上安装有位于所述落料管正下方的清洗箱，所述清洗箱内倾斜安装有过滤板，所述清洗箱下表面安装有与所述清洗箱内所述过滤板上部区域连通的出料管和与所述过滤板下部区域连通的进液管，所述进液管下端与所述反应室连通；
所述反应室内壁上安装有储气罐，所述储气罐下端安装有出口位于所述反应室底部的注气管，所述分离箱外壁上设置有与所述反应室底部连通的排液管，所述反应室下端安装有用于搅拌所述反应室内溶液的磁力搅拌器；
所述出料管、所述进液管、所述排液管、所述出液管、所述注气管上均安装有控制阀。
作为优选，所述螺旋轴上的螺旋叶片采用网状板制作。
作为优选，所述分离箱外壁上铰接有检修门。
作为优选，所述输送网管上端与所述隔板下表面固定连接。
作为优选，所述输送电机采用耐酸碱电机。
一种废旧钛酸锂负极片的分离方法，采用权利要求1-5任意一项所述的锂电池回收用废旧钛酸锂负极片分离装置执行以下步骤：
S1、极片溶解：打开箱盖，将废旧钛酸锂负极片倒入溶解室内，然后盖上箱盖并密封，之后，将储液箱内的氢氧化钠溶液倒入溶解室内，由于废旧钛酸锂负极片由铝箔制作，故氢氧化钠与铝箔反应生成四羟基合铝酸钠，而涂抹在铝箔表面的钛酸锂不与氢氧化钠反应，形成沉淀；
S2、渣液分离：将S1反应完全后的溶液倒入过滤网管内，四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液穿过所述过滤网管落到反应室内;
S3、残渣清洗：钛酸锂残渣沿着所述过滤网管进入输送网管，然后被螺旋轴送入落料管内落入清洗箱，所述清洗箱中的清水对钛酸锂残渣进行清洗，洗去钛酸锂残渣表面残留的四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液，之后，洗涤液经进液管流入所述反应室内，钛酸锂残渣经出料管排出；
S4、生产沉淀：通过注气管将储气罐内的二氧化碳过量通入所述反应室内的四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液中生成碳酸氢钠溶液和氢氧化铝沉淀，之后，将碳酸氢钠溶液和氢氧化铝沉淀从排液管排出。
作为优选，S1中向溶解室内加入氢氧化钠溶液时需要启动气体压缩泵将氢氧化钠与铝箔反应产生的氢气压缩存储在高压储罐内。
作为优选，S1中向溶解室内加入氢氧化钠溶液后需要启动搅拌电机带动搅拌器转动搅拌废旧钛酸锂负极片和氢氧化钠溶液。
作为优选，S4中向四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液通入二氧化碳过程中，启动磁力搅拌器对四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液进行搅拌。
有益效果在于：本发明所述的一种锂电池回收用废旧钛酸锂负极片分离装置能够实现快速、彻底的将铝箔与钛酸锂分离，分离效果好，分离效率高，实用性好，有效提升废旧钛酸锂负极片回收工艺的生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的图1的内部结构图；
图3是本发明的输送网管的内部结构图；
图4是本发明的图3的局部放大图。
附图标记说明如下：
1、支撑架；2、分离箱；3、箱盖；4、搅拌电机；5、隔板；6、溶解室；7、反应室；8、搅拌器；9、排气管；10、气体压缩泵；11、高压储罐；12、储气罐；13、注气管；14、排液管；15、出液管；16、过滤网管；17、输送网管；18、输送电机；19、螺旋轴；20、落料管；21、储液箱；22、清洗箱；23、过滤板；24、出料管；25、进液管；26、磁力搅拌器；27、检修门；28、控制阀；29、干燥器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
参见图1-图4所示，本发明提供的一种锂电池回收用废旧钛酸锂负极片分离装置，包括支撑架1，支撑架1上端固定安装有分离箱2，分离箱2内壁上安装有隔板5，隔板5将分离箱2内分割成溶解室6和反应室7，溶解室6用于溶解废旧钛酸锂负极片，反应室7用于向四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液中通入二氧化碳生成碳酸氢钠溶液和氢氧化铝沉淀，过滤后，碳酸氢钠溶液可经分离干燥制的碳酸氢钠用于出售，增加企业收入，分离箱2上端密封扣接有箱盖3，箱盖3上安装有搅拌电机4，搅拌电机4用于带动搅拌器8搅拌废旧钛酸锂负极片和氢氧化钠溶液，加速废旧钛酸锂负极片的溶解，溶解室6内设置有与搅拌电机4输出轴固定连接的搅拌器8，箱盖3上设置有与溶解室6内连通的排气管9，排气管9用于排出氢氧化钠溶液与铝箔反应产生的氢气，氢气经干燥器29干燥后通过气体压缩泵10压缩存入高压储罐11内进行销售，进一步增强企业收入，排气管9另一端与气体压缩泵10和干燥器29连通，气体压缩泵10通过管道与高压储罐11连通；
隔板5下表面设置有与溶解室6连通的出液管15，出液管15下端与过滤网管16连通，过滤网管16下端与输送网管17连通，过滤网管16用于过滤四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液中的钛酸锂杂质，输送网管17侧面上端与伸出分离箱2的落料管20连通，输送网管17用于将钛酸锂杂质通过螺旋轴19送入落料管20内，输送过程中，四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液仍可以从输送网管17内流出，输送网管17内安装有螺旋轴19，输送网管17下端安装有与螺旋轴19连通的输送电机18；
分离箱2外壁上安装有位于落料管20正下方的清洗箱22，清洗箱22用于对钛酸锂杂质进行清洗，清洗箱22内倾斜安装有过滤板23，过滤板23用于过滤钛酸锂杂质，清洗箱22下表面安装有与清洗箱22内过滤板23上部区域连通的出料管24和与过滤板23下部区域连通的进液管25，出料管24用于钛酸锂杂质排出清洗箱22，进液管25用于清洗箱22内的液体流出进入反应室7内与四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液混合，进液管25下端与反应室7连通；
反应室7内壁上安装有储气罐12，储气罐12用于存储二氧化碳，储气罐12下端安装有出口位于反应室7底部的注气管13，注气管13用于将二氧化碳通入四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液中，分离箱2外壁上设置有与反应室7底部连通的排液管14，排液管14用于排出四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液反应完毕生成的碳酸氢钠溶液和氢氧化铝沉淀，反应室7下端安装有用于搅拌反应室7内溶液的磁力搅拌器26，磁力搅拌器26用于搅拌四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液，加速其与二氧化碳的反应；
出料管24、进液管25、排液管14、出液管15、注气管13上均安装有控制阀28，控制阀28用于控制出料管24、进液管25、排液管14、出液管15、注气管13通断。
作为可选的实施方式，螺旋轴19上的螺旋叶片采用网状板制作，这样设计，方便液体从输送网管17内流出，避免液体随钛酸锂杂质一起被送入落料管20内。
分离箱2外壁上铰接有检修门27，检修门27方便对反应室7进行检修。
输送网管17上端与隔板5下表面固定连接，这样设计，使得输送网管17上端远离出液管15和过滤网管16，有效防止液体进入落料管20内。
输送电机18采用耐酸碱电机，这样设计，保证输送电机18能够正常工作，避免遭受氢氧化钠和四羟基合铝酸钠溶液的腐蚀。
一种废旧钛酸锂负极片的分离方法，采用权利要求1-5任意一项的锂电池回收用废旧钛酸锂负极片分离装置执行以下步骤：
S1、极片溶解：打开箱盖3，将废旧钛酸锂负极片倒入溶解室6内，然后盖上箱盖3并密封，之后，将储液箱21内的氢氧化钠溶液倒入溶解室6内，由于废旧钛酸锂负极片由铝箔制作，故氢氧化钠与铝箔反应生成四羟基合铝酸钠，而涂抹在铝箔表面的钛酸锂不与氢氧化钠反应，形成沉淀；这样使得铝箔全部溶解，而钛酸锂则形成沉淀，相比传统的超声分离，分离效果和速度均显著提升，而且几乎不消耗电能，同时还可以产生氢气和碳酸氢钠用于出售获利，有效提升企业收入；
S2、渣液分离：将S1反应完全后的溶液倒入过滤网管16内，四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液穿过过滤网管16落到反应室7内;
S3、残渣清洗：钛酸锂残渣沿着过滤网管16进入输送网管17，然后被螺旋轴19送入落料管20内落入清洗箱22，清洗箱22中的清水对钛酸锂残渣进行清洗，洗去钛酸锂残渣表面残留的四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液，之后，洗涤液经进液管25流入反应室7内，钛酸锂残渣经出料管24排出；
S4、生产沉淀：通过注气管13将储气罐12内的二氧化碳过量通入反应室7内的四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液中生成碳酸氢钠溶液和氢氧化铝沉淀，之后，将碳酸氢钠溶液和氢氧化铝沉淀从排液管14排出。
作为可选的实施方式，S1中向溶解室6内加入氢氧化钠溶液时需要启动气体压缩泵10将氢氧化钠与铝箔反应产生的氢气压缩存储在高压储罐11内，这样设计，防止氢气在溶解室6内聚集。
S1中向溶解室6内加入氢氧化钠溶液后需要启动搅拌电机4带动搅拌器8转动搅拌废旧钛酸锂负极片和氢氧化钠溶液，这样设计，可加速废旧钛酸锂负极片的溶解。
S4中向四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液通入二氧化碳过程中，启动磁力搅拌器26对四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液进行搅拌，这样设计，可加速二氧化碳的溶解，进而提高反应速度。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种锂电池回收用废旧钛酸锂负极片分离装置，包括支撑架（1），其特征在于：所述支撑架（1）上端固定安装有分离箱（2），所述分离箱（2）内壁上安装有隔板（5），所述隔板（5）将所述分离箱（2）内分割成溶解室（6）和反应室（7），所述分离箱（2）上端密封扣接有箱盖（3），所述箱盖（3）上安装有搅拌电机（4），所述溶解室（6）内设置有与所述搅拌电机（4）输出轴固定连接的搅拌器（8），所述箱盖（3）上设置有与所述溶解室（6）内连通的排气管（9），所述排气管（9）另一端与气体压缩泵（10）和干燥器（29）连通，所述气体压缩泵（10）通过管道与高压储罐（11）连通；
所述隔板（5）下表面设置有与所述溶解室（6）连通的出液管（15），所述出液管（15）下端与过滤网管（16）连通，所述过滤网管（16）下端与输送网管（17）连通，所述输送网管（17）侧面上端与伸出所述分离箱（2）的落料管（20）连通，所述输送网管（17）内安装有螺旋轴（19），所述输送网管（17）下端安装有与所述螺旋轴（19）连通的输送电机（18）；
所述分离箱（2）外壁上安装有位于所述落料管（20）正下方的清洗箱（22），所述清洗箱（22）内倾斜安装有过滤板（23），所述清洗箱（22）下表面安装有与所述清洗箱（22）内所述过滤板（23）上部区域连通的出料管（24）和与所述过滤板（23）下部区域连通的进液管（25），所述进液管（25）下端与所述反应室（7）连通；
所述反应室（7）内壁上安装有储气罐（12），所述储气罐（12）下端安装有出口位于所述反应室（7）底部的注气管（13），所述分离箱（2）外壁上设置有与所述反应室（7）底部连通的排液管（14），所述反应室（7）下端安装有用于搅拌所述反应室（7）内溶液的磁力搅拌器（26）；
所述出料管（24）、所述进液管（25）、所述排液管（14）、所述出液管（15）、所述注气管（13）上均安装有控制阀（28）。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池回收用废旧钛酸锂负极片分离装置，其特征在于：所述螺旋轴（19）上的螺旋叶片采用网状板制作。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池回收用废旧钛酸锂负极片分离装置，其特征在于：所述分离箱（2）外壁上铰接有检修门（27）。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池回收用废旧钛酸锂负极片分离装置，其特征在于：所述输送网管（17）上端与所述隔板（5）下表面固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池回收用废旧钛酸锂负极片分离装置，其特征在于：所述输送电机（18）采用耐酸碱电机。
6.一种废旧钛酸锂负极片的分离方法，其特征在于，采用权利要求1-5任意一项所述的锂电池回收用废旧钛酸锂负极片分离装置执行以下步骤：
S1、极片溶解：打开箱盖（3），将废旧钛酸锂负极片倒入溶解室（6）内，然后盖上箱盖（3）并密封，之后，将储液箱（21）内的氢氧化钠溶液倒入溶解室（6）内，由于废旧钛酸锂负极片由铝箔制作，故氢氧化钠与铝箔反应生成四羟基合铝酸钠，而涂抹在铝箔表面的钛酸锂不与氢氧化钠反应，形成沉淀；
S2、渣液分离：将S1反应完全后的溶液倒入过滤网管（16）内，四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液穿过所述过滤网管（16）落到反应室（7）内;
S3、残渣清洗：钛酸锂残渣沿着所述过滤网管（16）进入输送网管（17），然后被螺旋轴（19）送入落料管（20）内落入清洗箱（22），所述清洗箱（22）中的清水对钛酸锂残渣进行清洗，洗去钛酸锂残渣表面残留的四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液，之后，洗涤液经进液管（25）流入所述反应室（7）内，钛酸锂残渣经出料管（24）排出；
S4、生产沉淀：通过注气管（13）将储气罐（12）内的二氧化碳过量通入所述反应室（7）内的四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液中生成碳酸氢钠溶液和氢氧化铝沉淀，之后，将碳酸氢钠溶液和氢氧化铝沉淀从排液管（14）排出。
7.根据权利要求6所述的一种废旧钛酸锂负极片的分离方法，其特征在于：S1中向溶解室（6）内加入氢氧化钠溶液时需要启动气体压缩泵（10）将氢氧化钠与铝箔反应产生的氢气压缩存储在高压储罐（11）内。
8.根据权利要求6所述的一种废旧钛酸锂负极片的分离方法，其特征在于：S1中向溶解室（6）内加入氢氧化钠溶液后需要启动搅拌电机（4）带动搅拌器（8）转动搅拌废旧钛酸锂负极片和氢氧化钠溶液。
9.根据权利要求6所述的一种废旧钛酸锂负极片的分离方法，其特征在于：S4中向四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液通入二氧化碳过程中，启动磁力搅拌器（26）对四羟基合铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液进行搅拌。
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