CN109604024A - 废锂离子电池破碎分选装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废锂离子电池破碎分选装置及方法,破碎分选装置包括:投料装置;粗破机,其进料端与投料装置的出料端连接;破碎机,其进料端与粗破机的出料端连接;多级分选装置,其进料端与破碎机的出料端连接;热解炉,其进料端与多级分选装置的出料端连接;物料冷却仓,其进料端与热解炉的出料端连接;第二振动筛,其进料端与物料冷却仓的出料端连接;细破机,其进料端与第二振动筛的出料端连接;分离器,其进料端与细破机的出料端连接;第三振动筛,其进料端与分离器的出料端连接;跳汰机,其进料端与第三振动筛的出料端连接。该废锂离子电池破碎分选装置及方法可实现对锂离子电池中有价组分的高效回收,分选效果好、黑粉回收率高。

Description

废锂离子电池破碎分选装置及方法
技术领域
本发明涉及废旧锂离子动力电池回收处理技术领域,具体而言,涉及一种废锂离子电池 破碎分选装置及方法。
背景技术
新能源汽车发展趋势强劲,2018年新能源汽车的销售量预计在50~60万辆,按照国家规划, 到2020年新能源汽车保有量达到500万辆是非常现实的数字。新能源汽车的核心部件是动力电 池,新能源汽车对动力电池的报废标准是电池容量低于80%,这也就意味着3~5年就要更换一 次动力锂电池。2020年纯电动乘用车和混合动力乘用车的动力锂电池报废量将达到17万吨, 废弃动力锂电池回收已成为行业关注的焦点。
在行业内专家看来,动力电池的回收市场空间大,其价值体现在钴、镍等稀有金属含量 很高。我国钴矿中含钴量仅有0.02%,目前探明的可开采量也仅有4万吨,回收利用钴是一条 重要的途径。
目前60%~70%的钴用于电池生产,而我国钴严重依赖进口,如果能从退役电池中有效回 收钴,将在很大程度上缓解我国稀有金属资源的对外依赖度。钴是重要的战略金属元素,在 硬度合金、高温合金等工业中有广泛的应用。随着我国航空工业的发展,尤其是大飞机的制 造,未来10~20年,钴的需求量将有很大的提升空间。
根据测算,从废旧动力锂电池中回收钴、镍、锰、锂及铁和铝等金属所创造的市场规模 将会在2018年开始爆发,达到52亿元,2020年达到136亿元,2023年将超过300亿元。这些因为发展新能源汽车产业而产生的报废锂离子电池如果不得到妥善的处置,将会对环境造 成较大的污染,并对钴、镍等稀有金属资源造成很大的浪费。
现有的用于废旧锂离子电池破碎分选的装置主要存在无法对电池中的有价成分进行高效 分选,分选效果不好、黑粉(主要为电极材料,其中含有钴、镍、锰、锂等有价金属)的回 收率不高、处理过程污染较大等问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种废锂离子电池破碎分选装置及方法,以解决现有技术中 的废锂离子电池破碎分选装置分选效果不好、黑粉回收率不高的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种废锂离子电池破碎分选装置, 所述破碎分选装置包括:投料装置;粗破机,其进料端与投料装置的出料端连接,粗破机用 于将废锂离子电池切断形成尺寸为5-10cm的物料;破碎机,其进料端与粗破机的出料端连 接,破碎机用于将物料破碎成尺寸为15-20mm的电池碎片;多级分选装置,多级分选装置的 进料端与破碎机的出料端连接,多级分选装置用于将电池碎片中的大部分黑粉以及塑料隔膜 和钢壳分选出来;热解炉,热解炉的进料端与多级分选装置的出料端连接,热解炉用于对物 料中的粘结剂、电解液以及未完全分选出来的塑料隔膜进行热解处理;物料冷却仓,物料冷 却仓的进料端与热解炉的出料端连接;第二振动筛,第二振动筛的进料端与物料冷却仓的出 料端连接,第二振动筛用于将经过热解后的物料中的黑粉分选出来;细破机,其进料端与第 二振动筛的出料端连接,细破机用于将物料中的铜、铝破碎成尺寸为1-3mm的物料并物料中 剩余的黑粉进行摩擦打散;分离器,分离器的进料端与细破机的出料端连接;第三振动筛, 第三振动筛的进料端与分离器的出料端连接,第三振动筛用于将物料中的黑粉与铜、铝进行 分离;跳汰机,跳汰机的进料端与第三振动筛的出料端连接,跳汰机用于将铜和铝进行分 离。
进一步地,多级分选装置包括:第一振动筛,第一振动筛的进料端与破碎机的出料端连 接,第一振动筛的筛网目数为5-10目;磁选机,磁选机的进料端与第一振动筛的出料端连接, 磁选机的磁感应强度为3000GS;第一塑料分选机,第一塑料分选机的进料端与磁选机的出料 端连接,第一塑料分选机的筛网网孔直径为12-20mm;第二塑料分选机,第二塑料分选机的 进料端与第一塑料分选机的出料端连接,第二塑料分选机的筛网网孔直径为12-20mm。
进一步地,粗破机为齿辊式破碎机;破碎机和细破机均为刀片式破碎机;第二振动筛的 筛网目数为70-90目;第三振动筛的筛网目数为90-110目。
进一步地,热解炉的烟气出口通过管道与一二次燃烧室的进气口连接,二次燃烧室的出 气口与一烟气冷却器的进气口连接,烟气冷却器的出气口与一第一布袋除尘器的进气口连接, 第一布袋除尘器的出气口与一碱水喷淋塔的进气口连接,碱水喷淋塔的出气口与一活性炭吸 附塔的进气口连接。
进一步地,分离器的出气口与一旋风除尘器的进气口连接,旋风除尘器的出气口与一第 二布袋除尘器的进气口连接,第二布袋除尘器的出气口与第一布袋除尘器的进气口连接。
进一步地,粗破机、破碎机、第一振动筛、磁选机和第二塑料分选机上均设有一第一集 气罩,第一集气罩与第一布袋除尘器的进气口连接;物料冷却仓和第二振动筛上均设有一第 二集气罩,第二集气罩与第一布袋除尘器的进气口连接;第三振动筛与一集尘罩连接,集尘 罩与第二布袋除尘器的进气口连接。
进一步地,多级分选装置和热解炉之间还设有一中间储料仓,中间储料仓的进料端与多 级分选装置的出料端连接,中间储料仓的出料端与热解炉的进料端连接。
进一步地,投料装置包括:加料斗;电磁振动给料机,设置在加料斗的出料口处;皮带 输送机,皮带输送机的进料端与加料斗的出料口连接,皮带输送机的出料端与粗破机的进料 端连接。
根据本发明的另一方面,提供了一种废锂离子电池破碎分选方法,采用上述的废锂离子 电池破碎分选装置进行分选,该方法包括以下步骤:
S1、将完全放电后的废锂离子电池经投料装置投料进入粗破机中进行粗破,将废锂离子 电池进行切断,使电池失效,形成尺寸为5-10cm的物料;
S2、将经过粗破后的物料送入破碎机中进行破碎,使电池打开,形成尺寸为15-20mm的 电池碎片;
S3、将电池碎片送入第一振动筛内进行振动筛选,将物料中的大部分黑粉分选出来;然 后将分出黑粉后的物料送入磁选机进行磁选,将物料中的钢壳分选出来;再将分出钢壳后的 物料依次送入第一塑料分选机和第二塑料分选机,将物料中的塑料隔膜分选出来;
S4、将分选出塑料隔膜后的物料送入热解炉内,对物料中的粘结剂、电解液以及未完全 分选出来的塑料隔膜进行热解处理;
S5、将经过热解后的物料送入物料冷却仓进行冷却,然后送入第二振动筛内将经过热解 后的物料中的黑粉分选出来,所得物料为粘附有少量黑粉的铜铝集流体;
S6、将铜铝集流体送入细破机中进行细破碎,将物料中的铜、铝破碎成尺寸为1-3mm的 物料,并物料中剩余的黑粉进行摩擦打散;
S7、将细破碎后的物料经分离器和第三振动筛将物料中的黑粉与铜、铝进行分离后,再 送入跳汰机中进行铜和铝的分离。
进一步地,步骤S4中,热解处理的温度为450-600℃,物料在热解炉内的停留时间控制 在30-60min。
应用本发明的技术方案,先将完全放电后的废锂离子电池送入粗破机中切断形成5-10cm 的物料;然后将粗破后的物料送入破碎机中进行破碎,将电池打开形成尺寸为15-20mm的电 池碎片,有利于后续分选工序的进行;经多级分选装置将电池碎片中的大部分黑粉以及塑料 隔膜和钢壳分别分选出来,提高物料的分选效果并减轻后端设备的运行压力;经过多级分选 后的物料送入热解炉内,对物料中的粘结剂、电解液以及未完全分选出来的塑料隔膜进行无 污化的热解处理;然后将物料经物料冷却仓冷却后送入第二振动筛内将热解后的物料中的黑 粉分选出来,得到粘附有少量黑粉的铜铝集流体;将铜铝集流体送入细破机中进行细破碎, 将物料中的铜、铝破碎成尺寸为1-3mm的物料,并物料中剩余的黑粉进行摩擦打散,进一步 提高黑粉的回收率,并使铜、铝的尺寸具有较高的一致性,有利于在后续分选中对铜、铝进 行分选。该破碎分选装置将粗破-破碎-多级分选-热解-细破碎-再分选等一系列设备集成于一 体,解决了废锂离子电池中有价组分的分选回收效率不高、效果不好的问题,废电池的回收 价值得到充分发挥;采用多级破碎的方式,提高了电池的破碎效率以及电池集流体上黑粉的 脱附率,提高了黑粉的回收率;采用热解处理,有效地除去电池碎料中存在粘结剂、电解液 以及少量的塑料,实现无价组分的无污化处理;采用多级分选,将电池碎料中的各组分分步 骤地准确分选出来,使得分选出来的各组分中其他组分含量较少,同时也提高了黑粉的回收 率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例的破碎分选装置的结构示意图(烟气处理装置未示出)。
图2为本发明实施例的破碎分选装置的俯视结构示意图。
图3为本发明实施例的破碎分选方法的工艺流程图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
1、投料装置;2、粗破机;3、破碎机;4、多级分选装置;5、中间储料仓;6、热解炉; 7、物料冷却仓;8、第二振动筛;9、细破机;10、分离器;11、第三振动筛;12、跳汰机; 13、二次燃烧室;14、烟气冷却器;15、第一布袋除尘器;16、碱水喷淋塔;17、活性炭吸 附塔;18、旋风除尘器;19、第二布袋除尘器;20、引风机;41、第一振动筛;42、磁选机; 43、第一塑料分选机;44、第二塑料分选机;101、加料斗;102、电磁振动给料机;103、皮 带输送机。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致 地描述,但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是,在不冲突的情况 下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
除非另有定义,下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。 本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示 任何顺序、数量或者重要性,而仅仅是为了便于对相应零部件进行区别。同样,“一个”或者 “一”等类似词语不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的 词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接 的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后, 则该相对位置关系也相应地改变。
参见图1和图2,一种本发明实施例的废锂离子电池破碎分选装置,该破碎分选装置包 括投料装置1、粗破机2、破碎机3、多级分选装置4、热解炉6、物料冷却仓7、第二振动筛8、细破机9、分离器10、第三振动筛11和跳汰机12。其中,粗破机2的进料端与投料装置 1的出料端连接,粗破机2用于将废锂离子电池切断形成尺寸为5-10cm的物料;破碎机3的 进料端通过管链输送机与粗破机2的出料端连接,破碎机3用于将物料破碎成尺寸为15-20mm 的电池碎片;多级分选装置4的进料端与破碎机3的出料端连接,多级分选装置4用于将电 池碎片中的大部分黑粉以及塑料隔膜和钢壳分选出来;热解炉6的进料端通过管链输送机与多级分选装置4的出料端连接,热解炉6用于对物料中的粘结剂、电解液以及未完全分选出来的塑料隔膜进行热解处理;物料冷却仓7的进料端通过管链输送机与热解炉6的出料端连接;第二振动筛8的进料端通过管链输送机与物料冷却仓7的出料端连接,第二振动筛8用于将经过热解后的物料中的黑粉分选出来;细破机9的进料端与第二振动筛8的出料端连接, 细破机9用于将物料中的铜、铝破碎成尺寸为1-3mm的物料并物料中剩余的黑粉进行摩擦打 散;分离器10的进料端与细破机9的出料端连接;第三振动筛11的进料端通过管链输送机 与分离器10的出料端连接,第三振动筛11用于将物料中的黑粉与铜、铝进行分离;跳汰机 12的进料端与第三振动筛11的出料端连接,跳汰机12用于将铜和铝进行分离。
上述的废锂离子电池破碎分选装置,先将完全放电后的废锂离子电池送入粗破机2中切 断形成5-10cm的物料,使电池失效;然后将粗破后的物料送入破碎机3中进行破碎,将电池 打开形成尺寸为15-20mm的电池碎片,经过研究发现,将物料破碎成15-20mm的电池碎片 有利于后续分选工序的进行;经多级分选装置4将电池碎片中的大部分黑粉以及塑料隔膜和 钢壳分别分选出来,提高物料的分选效果并减轻后端设备的运行压力;经过多级分选后的物 料送入热解炉6内,对物料中的粘结剂、电解液以及未完全分选出来的塑料隔膜进行无污化 的热解处理;然后将物料经物料冷却仓7冷却后送入第二振动筛8内将热解后的物料中的黑 粉分选出来,得到粘附有少量黑粉的铜铝集流体;为了使铜铝集流体上的黑粉完全脱附,将 铜铝集流体送入细破机9中进行细破碎,将物料中的铜、铝破碎成尺寸为1-3mm的物料,并 物料中剩余的黑粉进行摩擦打散,通过细破碎不仅可进一步提高黑粉的回收率,而且可使铜、 铝的尺寸具有较高的一致性,有利于在后续分选中对铜、铝进行分选。该破碎分选装置将粗 破-破碎-多级分选-热解-细破碎-再分选等一系列设备集成于一体,解决了废锂离子电池中有 价组分的分选回收效率不高、效果不好的问题,废电池的回收价值得到充分发挥;采用多级 破碎的方式,提高了电池的破碎效率,以及电池集流体上黑粉的脱附率,提高了黑粉的回收 率;采用热解处理,可有效地除去电池碎料中存在粘结剂、电解液以及少量的塑料,实现无 价组分的无污化处理;采用多级分选,实现了电池碎料中的各组分分步骤地准确分选出来, 使得分选出来的各组分中其他组分含量较少,同时也提高了黑粉的回收率。
具体地,在本实施例中,多级分选装置4包括第一振动筛41、磁选机42、第一塑料分选 机43和第二塑料分选机44。其中,第一振动筛41的进料端与破碎机3的出料端连接,第一振动筛41的筛网目数为5-10目;磁选机42的进料端与第一振动筛41的出料端连接,磁选 机42的磁感应强度为3000GS;第一塑料分选机43的进料端与磁选机42的出料端连接,第 一塑料分选机43的筛网网孔直径为12-20mm;第二塑料分选机44的进料端与第一塑料分选 机43的出料端连接,第二塑料分选机44的筛网网孔直径为12-20mm。试验研究发现,通过 采用上述的第一振动筛41可以很好地将物料中的大部分黑粉分选出来;通过采用上述的磁选 机42可以很好地将物料中的铜壳分选出来;通过采用上述的第一塑料分选机43和第二塑料分选机44可以很好地将物料中的塑料隔膜分选出来。采用上述的多级分选装置4可将物料中 的铜壳、塑料隔膜以及大部分黑粉进行准确分选,提高分选效果。
进一步地,在本实施例中,粗破机2优选采用齿辊式破碎机;破碎机3和细破机9均优 选采用刀片式破碎机;第二振动筛8的筛网目数为70-90目;第三振动筛11的筛网目数为90-110目。物料经热解炉6进行热解后,通过采用上述的第二振动筛8可以很好地将物料中的黑粉进一步分选出来,提高黑粉的回收率;物料经细破机9破碎并将其表面粘附的黑粉摩擦打散后,再采用上述的第三振动筛11可以将打散后的黑粉进行有效分离,进一步提高黑粉 的回收率。
为了提高该破碎分选装置的环保性能,在本实施例中,热解炉6的烟气出口通过管道与 一个二次燃烧室13的进气口连接,该二次燃烧室13的出气口与一个烟气冷却器14的进气口 连接,该烟气冷却器14的出气口与一个第一布袋除尘器15的进气口连接,该第一布袋除尘 器15的出气口与一个碱水喷淋塔16的进气口连接,该碱水喷淋塔16的出气口与一个活性炭 吸附塔17的进气口连接,活性炭吸附塔17的出气端安装一个引风机20。在低温热解过程中 产生的烟气,首先进入二次燃烧室13对未充分燃烧的有机物进行再次燃烧,产生的高温烟气 进入烟气冷却器14进行降温,降温后的烟气再进入第一布袋除尘器15,得到的废料收集; 经过第一布袋除尘器15之后的烟气再进入碱水喷淋塔16除去酸性气体,之后进入活性炭吸 附塔17除去极少量的有机废气,即可无污化排放。
为了进一步提高该破碎分选装置的环保性能,并进一步提高黑粉的回收率,在本实施例 中,分离器10的出气口与一个旋风除尘器18的进气口连接,该旋风除尘器18的出气口与一 个第二布袋除尘器19的进气口连接,该第二布袋除尘器19的出气口与第一布袋除尘器15的 进气口连接。从分离器10排出的气体中含有分离出的黑粉,通过设置旋风除尘器18和第二 布袋除尘器19,一方面可对气体进行净化,另一方面也可收集气体中的黑粉,进一步提高黑 粉的回收率。
为了更进一步提高破碎分选装置的环保性能,在本实施例中,在粗破机2、破碎机3、第 一振动筛41、磁选机42和第二塑料分选机44上均设置有一个第一集气罩,该第一集气罩与 第一布袋除尘器15的进气口连接,将粗破机2、破碎机3、第一振动筛41、磁选机42和第二塑料分选机44工作时产生的含粉尘的气体进行收集,净化后排放。在物料冷却仓7和第二振动筛8上均设有一第二集气罩,该第二集气罩与第一布袋除尘器15的进气口连接,将物料冷却仓7内和第二振动筛8工作时产生的含有机物或粉尘的气体进行收集,净化后排放。将第三振动筛11与一个集尘罩连接,该集尘罩与第二布袋除尘器19的进气口连接。第三振动筛11工作时产生的含尘气体经集尘罩收集后净化排空。
在本实施例中,多级分选装置4和热解炉6之间还设置有一个中间储料仓5,该中间储 料仓5的进料端与多级分选装置4的出料端连接,中间储料仓5的出料端与热解炉6的进料 端连接。通过在多级分选装置4和热解炉6之间设置中间储料仓5用于缓存物料,防止物料 过快过多的进入热解炉6,从而保证热解炉6的热解效果。
在本实施例中,投料装置1具体包括加料斗101、电磁振动给料机102和皮带输送机103。 其中,电磁振动给料机102设置在加料斗101的出料口处;皮带输送机103的进料端与加料 斗101的出料口连接,皮带输送机103的出料端与粗破机2的进料端连接。将完全放电后的 废锂离子电池经抓斗送入加料斗101中,再经电磁振动给料机102和皮带输送机103送入粗 破机2内进行粗破。
使用该破碎分选装置对废锂离子电池进行分选的方法如下(其工艺流程图如图3所示):
将完全放电后的废锂离子电池经投料装置1投料进入粗破机2中进行粗破,将废锂离子 电池进行切断,使电池失效,形成尺寸为5-10cm的物料;
将经过粗破后的物料送入破碎机3中进行破碎,使电池打开,形成尺寸为15-20mm的电 池碎片;
将电池碎片送入第一振动筛41内进行振动筛选,将物料中的大部分黑粉分选出来;然后 将分出黑粉后的物料送入磁选机42进行磁选,将物料中的钢壳分选出来;再将分出钢壳后的 物料依次送入第一塑料分选机43和第二塑料分选机44,将物料中的塑料隔膜分选出来;
将分选出塑料隔膜后的物料送入热解炉6内,控制热解处理的温度为450-600℃,物料在 热解炉6内的停留时间控制在30-60min,对物料中的粘结剂、电解液以及未完全分选出来的 塑料隔膜进行热解处理;
将经过热解后的物料送入物料冷却仓7进行冷却,然后送入第二振动筛8内将经过热解 后的物料中的黑粉分选出来,所得物料为粘附有少量黑粉的铜铝集流体;
将铜铝集流体送入细破机9中进行细破碎,将物料中的铜、铝破碎成尺寸为1-3mm的物 料,并物料中剩余的黑粉进行摩擦打散;
将细破碎后的物料经分离器10和第三振动筛11将物料中的黑粉与铜、铝进行分离后, 再送入跳汰机12中进行铜和铝的分离;
低温热解过程中产生的烟气,进入二次燃烧室13对未充分燃烧的有机物进行再次燃烧, 产生的高温烟气进入烟气冷却器14进行降温,降温后的烟气再进入第一布袋除尘器15,得 到的废料收集;经过第一布袋除尘器15之后的烟气再进入碱水喷淋塔16除去酸性气体,之 后进入活性炭吸附塔17除去极少量的有机废气,然后无污化排放;
从分离器10排出的含有黑粉的气体通过旋风除尘器18和第二布袋除尘器19进行净化并 收集气体中的黑粉;将粗破机2、破碎机3、第一振动筛41、磁选机42和第二塑料分选机44 工作时产生的含粉尘的气体进行收集,净化后排放;将物料冷却仓7内和第二振动筛8工作 时产生的含有机物或粉尘的气体进行收集,净化后排放;将第三振动筛11工作时产生的含尘 气体经集尘罩收集后净化排空。
本发明所处理的废锂离子电池主要成分包括:正负极粉、钢壳、铜铝、电解液、粘结剂 以及隔膜塑料。本发明处理的废锂离子电池为模组拆解后的单体电池,电池对角尺寸在20cm 以下均可处理;本发明处理的废锂离子电池为放电后的电池,其剩余电量小于2-5%,保证破 碎分选处理工序的安全高效性。
本发明采用管链输送机输送方式,结构紧凑,占地面积小;所有运行部件在密闭的空间 内运行,输送过程中物料无污染、无粉尘飞扬;物料输送过程中,物料间基本无内部运动, 适合腐蚀性物料;不会产生分层现象;输送能力大,耗能低。
本发明针对废锂离子电池处理的特性,实现了对废锂离子电池中有价组分的高效分选, 大大地提高了黑粉的回收率,而且整套破碎分选系统配有环保子系统,保证了废气能达标排 放。采用本发明的破碎分选装置和方法,正负极粉总回收率≥98%;钢壳回收率≥99%;铜 回收率≥95%;铝回收率≥95%;隔膜回收率≥80%;其中,塑料中钴残留量<0.1%;铜铝中 钴残留量<0.5%。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员 来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等 同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种废锂离子电池破碎分选装置,其特征在于,所述破碎分选装置包括:
投料装置(1);
粗破机(2),其进料端与所述投料装置(1)的出料端连接,所述粗破机(2)用于将废锂离子电池切断形成尺寸为5-10cm的物料;
破碎机(3),其进料端与所述粗破机(2)的出料端连接,所述破碎机(3)用于将物料破碎成尺寸为15-20mm的电池碎片;
多级分选装置(4),所述多级分选装置(4)的进料端与所述破碎机(3)的出料端连接,所述多级分选装置(4)用于将所述电池碎片中的大部分黑粉以及塑料隔膜和钢壳分选出来;
热解炉(6),所述热解炉(6)的进料端与所述多级分选装置(4)的出料端连接,所述热解炉(6)用于对物料中的粘结剂、电解液以及未完全分选出来的塑料隔膜进行热解处理;
物料冷却仓(7),所述物料冷却仓(7)的进料端与所述热解炉(6)的出料端连接;
第二振动筛(8),所述第二振动筛(8)的进料端与所述物料冷却仓(7)的出料端连接,所述第二振动筛(8)用于将经过热解后的物料中的黑粉分选出来;
细破机(9),其进料端与所述第二振动筛(8)的出料端连接,所述细破机(9)用于将物料中的铜、铝破碎成尺寸为1-3mm的物料并物料中剩余的黑粉进行摩擦打散;
分离器(10),所述分离器(10)的进料端与所述细破机(9)的出料端连接;
第三振动筛(11),所述第三振动筛(11)的进料端与所述分离器(10)的出料端连接,所述第三振动筛(11)用于将物料中的黑粉与铜、铝进行分离;
跳汰机(12),所述跳汰机(12)的进料端与所述第三振动筛(11)的出料端连接,所述跳汰机(12)用于将铜和铝进行分离。
2.根据权利要求1所述的废锂离子电池破碎分选装置,其特征在于,所述多级分选装置(4)包括:
第一振动筛(41),所述第一振动筛(41)的进料端与所述破碎机(3)的出料端连接,所述第一振动筛(41)的筛网目数为5-10目;
磁选机(42),所述磁选机(42)的进料端与所述第一振动筛(41)的出料端连接,所述磁选机(42)的磁感应强度为3000GS;
第一塑料分选机(43),所述第一塑料分选机(43)的进料端与所述磁选机(42)的出料端连接,所述第一塑料分选机(43)的筛网网孔直径为12-20mm;
第二塑料分选机(44),所述第二塑料分选机(44)的进料端与所述第一塑料分选机(43)的出料端连接,所述第二塑料分选机(44)的筛网网孔直径为12-20mm。
3.根据权利要求2所述的废锂离子电池破碎分选装置,其特征在于,所述粗破机(2)为齿辊式破碎机;所述破碎机(3)和所述细破机(9)均为刀片式破碎机;所述第二振动筛(8)的筛网目数为70-90目;所述第三振动筛(11)的筛网目数为90-110目。
4.根据权利要求2所述的废锂离子电池破碎分选装置,其特征在于,所述热解炉(6)的烟气出口通过管道与一二次燃烧室(13)的进气口连接,所述二次燃烧室(13)的出气口与一烟气冷却器(14)的进气口连接,所述烟气冷却器(14)的出气口与一第一布袋除尘器(15)的进气口连接,所述第一布袋除尘器(15)的出气口与一碱水喷淋塔(16)的进气口连接,所述碱水喷淋塔(16)的出气口与一活性炭吸附塔(17)的进气口连接。
5.根据权利要求4所述的废锂离子电池破碎分选装置,其特征在于,所述分离器(10)的出气口与一旋风除尘器(18)的进气口连接,所述旋风除尘器(18)的出气口与一第二布袋除尘器(19)的进气口连接,所述第二布袋除尘器(19)的出气口与所述第一布袋除尘器(15)的进气口连接。
6.根据权利要求5所述的废锂离子电池破碎分选装置,其特征在于,所述粗破机(2)、所述破碎机(3)、所述第一振动筛(41)、所述磁选机(42)和所述第二塑料分选机(44)上均设有一第一集气罩,所述第一集气罩与所述第一布袋除尘器(15)的进气口连接;所述物料冷却仓(7)和所述第二振动筛(8)上均设有一第二集气罩,所述第二集气罩与所述第一布袋除尘器(15)的进气口连接;所述第三振动筛(11)与一集尘罩连接,所述集尘罩与所述第二布袋除尘器(19)的进气口连接。
7.根据权利要求1所述的废锂离子电池破碎分选装置,其特征在于,所述多级分选装置(4)和所述热解炉(6)之间还设有一中间储料仓(5),所述中间储料仓(5)的进料端与所述多级分选装置(4)的出料端连接,所述中间储料仓(5)的出料端与所述热解炉(6)的进料端连接。
8.根据权利要求1所述的废锂离子电池破碎分选装置,其特征在于,所述投料装置(1)包括:
加料斗(101);
电磁振动给料机(102),设置在所述加料斗(101)的出料口处;
皮带输送机(103),所述皮带输送机(103)的进料端与所述加料斗(101)的出料口连接,所述皮带输送机(103)的出料端与所述粗破机(2)的进料端连接。
9.一种废锂离子电池破碎分选方法,其特征在于,采用如权利要求2-8中任一项所述的废锂离子电池破碎分选装置进行分选,所述方法包括以下步骤:
S1、将完全放电后的废锂离子电池经投料装置(1)投料进入粗破机(2)中进行粗破,将废锂离子电池进行切断,使电池失效,形成尺寸为5-10cm的物料;
S2、将经过粗破后的物料送入破碎机(3)中进行破碎,使电池打开,形成尺寸为15-20mm的电池碎片;
S3、将电池碎片送入第一振动筛(41)内进行振动筛选,将物料中的大部分黑粉分选出来;然后将分出黑粉后的物料送入磁选机(42)进行磁选,将物料中的钢壳分选出来;再将分出钢壳后的物料依次送入第一塑料分选机(43)和第二塑料分选机(44),将物料中的塑料隔膜分选出来;
S4、将分选出塑料隔膜后的物料送入热解炉(6)内,对物料中的粘结剂、电解液以及未完全分选出来的塑料隔膜进行热解处理;
S5、将经过热解后的物料送入物料冷却仓(7)进行冷却,然后送入第二振动筛(8)内将经过热解后的物料中的黑粉分选出来,所得物料为粘附有少量黑粉的铜铝集流体;
S6、将铜铝集流体送入细破机(9)中进行细破碎,将物料中的铜、铝破碎成尺寸为1-3mm的物料,并物料中剩余的黑粉进行摩擦打散;
S7、将细破碎后的物料经分离器(10)和第三振动筛(11)将物料中的黑粉与铜、铝进行分离后,再送入跳汰机(12)中进行铜和铝的分离。
10.根据权利要求9所述的废锂离子电池破碎分选方法,其特征在于,步骤S4中,所述热解处理的温度为450-600℃,物料在热解炉(6)内的停留时间控制在30-60min。
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