CN109807159A - 一种含金属材料的复合材料的热解方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属回收技术领域，尤其是指一种含金属材料的复合材料的热解方法包括以下步骤：步骤d：将废旧锂电池经过破碎处理然后分选得到的物料颗粒进行电磁加热，加热到所需的温度值，然后进入步骤e；步骤e：将经过电磁加热处理后的物料颗粒进行分选，分选出两种物料，一种为带粉料的塑料薄膜，另一种为铝和铜的组合体；步骤f：将步骤e中得到的铝和铜的组合体进行分选，从而分选出铜粒和铝粒。本发明解决了现有技术中存在的分离效率低、后续处理成本高、环境污染大等缺陷，因此经济效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及材料回收技术领域，尤其是指一种含金属材料的复合材料的热解方法。
背景技术
电池的发展经历了干电池、镍镉电池、镍氢电池、铅酸电池、锂离子电池等，现在人们的物质生活已经与锂电池形影不离、密不可分了。而报废的锂电池的回收利用将形成一个巨大的新兴产业。而锂电池在生产过程中使用了很多复合材料，如何做到低成本、低污染的分离和回收其中的有价材料是回收利用的主要问题。
CN 101599563B中公示了一种高效回收废旧锂电池中正极活性材料的方法，其主要特点是先将破碎后的电芯碎片加入热水中搅拌，过滤烘干后进行。之后需要对铝进行溶解及回收。铜进行化学冲洗以便分离，成本高且增加了溶剂回收处理的负担。
CN 101217206A中公示了废旧锂电池回收中集流体的高效剥离方法，该方法包括以下步骤：将废旧锂电池的电芯机械破碎后进行热处理，热处理后的粉料通过振动筛分，筛下部分为钴酸锂和炭粉末，筛上部分为铜片和铝片。然后进一步用溶液溶解筛上部分，然后过滤，从滤液中以氢氧化铝的形式回收铝，从滤渣中回收铜。该方法虽然可以将活性粉料与集流体通过物理方法进行分离，但回收成本升高。
所以现有的回收工艺中涉及到正极及负极的复合材料分离的方法中普遍存在成本高、环保负担大的缺点。
CN 106848470A中公示了一种从废旧镍钴锰三元锂离子电池中回收、制备三元正极材料的方法，该方法首先将废旧镍钴锰锂离子电池拆解、破碎、焙烧、浸出得包含Li、Ni、Co、Mn的浸出液；浸出液经除杂处理得除杂液。但是该工艺分段焙烧，需要将所有材料同时焙烧，同时对温度和气氛控制严格，工艺过程复杂，并且燃烧过程容易产生二噁英等有害气体污染环境。
发明内容
本发明针对现有技术的问题提供一种含金属材料的复合材料的热解方法，本发明的目的在于解决现有回收技术中存在的分离效率低、后续处理成本高、环境污染大等缺陷，提出一种简便、高效地回收一种含金属复合材料的热解方法，该方法能实现流水线机械自动化作业。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种含金属材料的复合材料的热解方法，包括以下步骤：
步骤d：将废旧锂电池经过破碎处理然后分选得到的物料颗粒进行电磁加热，加热到所需的温度值，然后进入步骤e；
步骤e：将经过电磁加热处理后的物料颗粒进行分选，分选出两种物料，一种为带粉料的塑料薄膜，另一种为铝和铜的组合体；
步骤f：将步骤e中得到的铝和铜的组合体进行分选，从而分选出铜粒和铝粒。
作为优选，所述含金属材料的复合材料的热解方法包括电磁加热装置、二级分选机和三级分选机，步骤d中利用电磁加热装置进行电磁加热，步骤e中利用二级分选机进行分选，步骤f利用三级分选机进行分选。
作为优选，所述含金属材料的复合材料的热解方法包括一级破碎机、二级破碎机、一级分选机、清洗机以及储料仓，包括以下步骤：
步骤a：将废旧锂电池投入到所述一级破碎机中进行初步的破碎分离，从而形成长条形物料，然后进入步骤b；
步骤b：将长条形物料投入到所述二级破碎机进行进一步的破碎分离，从而产生物料颗粒，然后进入步骤c；
步骤c：将物料颗粒投入到所述一级分选机中，从而分选出铁粉，然后进入步骤d。
作为优选，所述含金属材料的复合材料的热解方法包括以下步骤：
步骤g：将步骤e得到的带粉料的塑料薄膜投入到清洗机中清洗，从而将塑料薄膜与粉料分离，然后进入步骤h；
步骤h：将粉料投入到储料仓中。
作为优选，所述含金属材料的复合材料的热解方法包括三级破碎机和四级分选机，包括以下步骤：
步骤i：将步骤h中存放于储料仓的粉料投入到三级破碎机，进行进一步的破碎分离，然后进入步骤j；
步骤j：将粉料投入到四级分选机，从而将杂质分选出来。
作为优选，所述含金属材料的复合材料的热解方法包括五级分选机，包括以下步骤：
步骤k：将步骤h中储料仓所存放的粉料取出，然后进行煅烧；
步骤l：将煅烧过的粉料投入到五级分选机中分选出电极粉。
作为优选，所述含金属材料的复合材料的热解方法包括集气罩和废气处理装置，所述集气罩用于收集步骤a-1中产生的废气，所述废气处理装置用于处理集气罩所收集的废气，以达到环保排放标准。
作为优选，所述含金属材料的复合材料的热解方法包括以下步骤：
步骤m：将步骤k中煅烧剩下的残渣进行燃烧，将燃烧产生的废气冷却后排入到所述废气处理装置中。
作为优选，所述含金属材料的复合材料的热解方法包括气体保护装置，所述气体保护装置用于保护步骤d中的物料颗粒。
作为优选，所述一级分选机、所述二级分选机、所述三级分选机、所述四级分选机以及所述五级分选机均采用重力分选方法。
本发明的有益效果：现有技术中多采用间接加热来进行分解，而本发明采用电磁加热，因此减少了间接加热的能耗消耗，同时减少了因为燃烧产生的环境污染。而且本发明解决了现有技术中存在的分离效率低、后续处理成本高、环境污染大等缺陷，因此经济效益显著。
附图说明
图1为本发明的实施例1的原理流程图；
图2为本发明的实施例2的原理流程图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。
参考图1-图2所示，包括一级破碎机、二级破碎机、一级分选机、电磁加热装置、二级分选机、三级分选机、清洗机以及储料仓，所述一级分选机、所述二级分选机、所述三级分选机、所述四级分选机以及五级分选机均采用重力分选方法。
本发明包括气体保护装置，所述气体保护装置用于保护步骤d中的物料颗粒，气体保护装置用于输入保护气体，以防止物料在处理过程中被氧化；还包括集气罩和废气处理装置，所述集气罩用于收集步骤a-1中产生的废气，所述废气处理装置用于处理废气，以达到环保排放标准。
实施例1
本发明还包括以下步骤：
步骤a：将废旧锂电池投入到所述一级破碎机中进行初步的破碎分离，从而形成长条形物料，一级破碎机将废旧锂电池破碎成电池碎片，电池碎片为小于10-30mm宽度的长条形物料，然后进入步骤b；
步骤b：然后将长条形物料投入到所述二级破碎机进行进一步的破碎分离，从而产生物料颗粒，二级破碎机破碎后形成的物料颗粒小于7-17mm或11-21mm，然后进入步骤c；
步骤c：将物料颗粒投入到所述一级分选机中，从而分选出铁粉，然后进入步骤d；
步骤d：将经过所述一级分选机分选后剩下的物料颗粒通过所述电磁加热装置进行电磁加热到所需的温度值，经由电磁加热使得物料颗粒之间的粘结剂等失效，然后进入步骤e；
步骤e：将电磁加热装置加热处理后的物料投入到二级分选机中进行分选，分选出两种物料，一种为带粉料的塑料薄膜，另一种为铝和铜的组合体，然后进入步骤f和步骤g；
步骤f：将铝和铜的组合体投入到三级分选机中，从而分选出铜粒和铝粒。
步骤g：将带粉料的塑料薄膜投入到清洗机中清洗，从而将塑料薄膜与粉料分离，得到没有杂质的塑料薄膜，然后进入步骤h；
步骤h：将粉料投入到储料仓中。
步骤i：将步骤h中存放于储料仓的粉料投入到三级破碎机，进行进一步的破碎分离，然后进入步骤j；
步骤j：将粉料投入到四级分选机，从而将杂质分选出来，最后得到可利用率高的黑粉。
实施例2
实施例2包括实施例1中的步骤a-h，还包括以下步骤：
步骤k：将步骤h中储料仓所存放的粉料取出，然后进行煅烧；
步骤l：将煅烧过的粉料投入到五级分选机中分选出电极粉。
步骤m：将步骤k中煅烧剩下的残渣进行燃烧，，将燃烧产生的废气冷却后排入到所述废气处理装置中。
本发明具有以下优点：现有技术中多采用间接加热来进行分解，而本发明采用电磁加热，因此减少了间接加热的能耗消耗，同时减少了因为燃烧产生的环境污染。而且本发明解决了现有技术中存在的分离效率低、后续处理成本高、环境污染大等缺陷，因此经济效益显著。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种含金属材料的复合材料的热解方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤d：将废旧锂电池经过破碎处理然后分选得到的物料颗粒进行电磁加热，加热到所需的温度值，然后进入步骤e；
步骤e：将经过电磁加热处理后的物料颗粒进行分选，分选出两种物料，一种为带粉料的塑料薄膜，另一种为铝和铜的组合体；
步骤f：将步骤e中得到的铝和铜的组合体进行分选，从而分选出铜粒和铝粒。
2.根据权利要求1所述的一种含金属材料的复合材料的热解方法，其特征在于：所述含金属材料的复合材料的热解方法包括电磁加热装置、二级分选机和三级分选机，步骤d中利用电磁加热装置进行电磁加热，步骤e中利用二级分选机进行分选，步骤f利用三级分选机进行分选。
3.根据权利要求2所述的一种含金属材料的复合材料的热解方法，其特征在于：所述含金属材料的复合材料的热解方法包括一级破碎机、二级破碎机、一级分选机、清洗机以及储料仓，包括以下步骤：
步骤a：将废旧锂电池投入到所述一级破碎机中进行初步的破碎分离，从而形成长条形物料，然后进入步骤b；
步骤b：将长条形物料投入到所述二级破碎机进行进一步的破碎分离，从而产生物料颗粒，然后进入步骤c；
步骤c：将物料颗粒投入到所述一级分选机中，从而分选出铁粉，然后进入步骤d。
4.根据权利要求3所述的一种含金属材料的复合材料的热解方法，其特征在于：所述含金属材料的复合材料的热解方法包括以下步骤：
步骤g：将步骤e得到的带粉料的塑料薄膜投入到清洗机中清洗，从而将塑料薄膜与粉料分离，然后进入步骤h；
步骤h：将粉料投入到储料仓中。
5.根据权利要求4所述的一种含金属材料的复合材料的热解方法，其特征在于：所述含金属材料的复合材料的热解方法包括三级破碎机和四级分选机，包括以下步骤：
步骤i：将步骤h中存放于储料仓的粉料投入到三级破碎机，进行进一步的破碎分离，然后进入步骤j；
步骤j：将粉料投入到四级分选机，从而将杂质分选出来。
6.根据权利要求所述5的一种含金属材料的复合材料的热解方法，其特征在于：所述含金属材料的复合材料的热解方法包括五级分选机，包括以下步骤：
步骤k：将步骤h中储料仓所存放的粉料取出，然后进行煅烧；
步骤l：将煅烧过的粉料投入到五级分选机中分选出电极粉。
7.根据权利要求6所述的一种含金属材料的复合材料的热解方法，其特征在于：所述含金属材料的复合材料的热解方法包括集气罩和废气处理装置，所述集气罩用于收集步骤a-1中产生的废气，所述废气处理装置用于处理集气罩所收集的废气，以达到环保排放标准。
8.根据权利要求7所述的一种含金属材料的复合材料的热解方法，其特征在于：所述含金属材料的复合材料的热解方法包括以下步骤：
步骤m：将步骤k中煅烧剩下的残渣进行燃烧，将燃烧产生的废气冷却后排入到所述废气处理装置中。
9.根据权利要求8所述的一种含金属材料的复合材料的热解方法，其特征在于：所述含金属材料的复合材料的热解方法包括气体保护装置，所述气体保护装置用于保护步骤d中的物料颗粒。
10.根据权利要求9所述的一种含金属材料的复合材料的热解方法，其特征在于：所述一级分选机、所述二级分选机、所述三级分选机、所述四级分选机以及所述五级分选机均采用重力分选方法。
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