CN109830773B - 废旧锂电池回收处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了废旧锂电池回收处理方法，解决目前干法回收中物理分选法在使用时由于电极活性物、集流体和电池外壳等电池组分经过破碎、过筛、一次磁选分离后就进行粉碎和分类，从而容易出现因金属颗粒物粉碎、细化程度不够而导致金属颗粒物中夹带多种不同元素的金属，从而导致后续化学浸出难以实现对金属的准确回收，并且由于在磁选分离过程中容易存在机械夹带导致金属损失，难以实现金属的完全分离回收的问题。包括拆解分离、破碎、过筛、碾压粉碎、初步磁选分离、球磨粉碎、二次磁选分离和最终分类。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池回收领域，具体为废旧锂电池回收处理方法。
背景技术
废旧锂离子电池的回收处理过程主要包括预处理、二次处理和深度处理。由于废旧电池中仍残留部分电量，所以预处理过程包括深度放电过程、破碎、物理分选；二次处理的目的在于实现正负极活性材料与基底的完全分离，常用热处理法、有机溶剂溶解法、碱液溶解法以及电解法等来实现二者的完全分离；深度处理主要包括浸出和分离提纯两个过程，提取出有价值的金属材料。按提取工艺分类，电池的回收方法主要可分为：干法回收、湿法回收和生物回收三大类技术。干法回收是指不通过溶液等媒介，直接实现材料或有价金属的回收。其中，干法回收主要使用的方法有物理分选法和高温热解法。物理分选法是指将电池拆解分离，对电极活性物、集流体和电池外壳等电池组分经破碎、过筛、磁选分离、粉碎和分类，从而得到有价值的高含量的物质，为后续化学浸出过程做准备。
但是，现有的干法回收中物理分选法在使用时仍存在一定缺陷，由于电极活性物、集流体和电池外壳等电池组分经过破碎、过筛、一次磁选分离后就进行粉碎和分类，从而容易出现因金属颗粒物粉碎、细化程度不够而导致金属颗粒物中夹带多种不同元素的金属，从而导致后续化学浸出难以实现对金属的准确回收，并且由于在磁选分离过程中容易存在机械夹带导致金属损失，难以实现金属的完全分离回收。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废旧锂电池回收处理方法，以解决目前干法回收中物理分选法在使用时由于电极活性物、集流体和电池外壳等电池组分经过破碎、过筛、一次磁选分离后就进行粉碎和分类，从而容易出现因金属颗粒物粉碎、细化程度不够而导致金属颗粒物中夹带多种不同元素的金属，从而导致后续化学浸出难以实现对金属的准确回收，并且由于在磁选分离过程中容易存在机械夹带导致金属损失，难以实现金属的完全分离回收的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
废旧锂电池回收处理方法，包括拆解分离、破碎、过筛、碾压粉碎、初步磁选分离、球磨粉碎、二次磁选分离和最终分类，具体工序如下：
步骤一：拆解分离，将完成残余电量放净的锂电池进行电极活性物、集流体和电池外壳的拆解分离；
步骤二：破碎，对完成拆解的电极活性物、集流体和电池外壳利用破碎机进行破碎；
步骤三：过筛，利用筛子分类破碎后的物料，筛选出的颗粒物主要成分为金属氧化物、金属部件、碳素材料和碳类化合物，筛选出的片状物主要成分为隔膜、有机物和钢壳；
步骤四：启动一体化处理设备，先进行碾压粉碎，利用碾压粉碎机对颗粒物以及片状物均进行碾压粉碎；
步骤五：随后进行初步磁选分离，完成碾压粉碎的物料在传送带上输送至初步磁选仓，利用初步磁选机对碾压粉碎的物料进行磁选，使不同磁导率的金属颗粒被筛选出并进行初步分类收集；
步骤六：紧接着进行球磨粉碎，经过初步分类收集的金属颗粒物在传送带上依次输送至球磨粉碎仓，利用球磨机依次对经过磁选机筛选过后的不同种类的金属颗粒进行球磨，使金属颗粒物更细化；
步骤七：进行二次磁选分离，经过球磨机粉碎的金属在传送带上输送至二次磁选仓，利用二次磁选机对经过球磨机球磨后的直径更小的颗粒进行磁选，使不同磁导率的金属颗粒被更加细化的筛选出；
步骤八：对完成二次磁选分离的金属颗粒进行最终分类，准确得到不同种类的金属颗粒供后续化学浸出过程做准备。
作为本发明进一步的方案，该一体化处理设备包括第一支架、一体机箱、进料口、碾压粉碎机、电源、驱动电机、传送带、送料斜板、第二支架、初步磁选仓、球磨粉碎仓、二次磁选仓、初步磁选机、球磨机、二次磁选机、磁选驱动、球磨驱动、冲刷箱、高压喷头和PLC控制器，所述第一支架顶部设置进料口，所述进料口底部正对着碾压粉碎机，所述第一支架底部安装电源，所述电源一侧安装有PLC控制器，所述第一支架一侧设置有第二支架，所述第二支架顶部固定安装有倾斜设置的一体机箱，所述一体机箱从高往低方向分别设置有初步磁选仓、球磨粉碎仓、二次磁选仓，所述初步磁选仓内部安装有初步磁选机，所述球磨粉碎仓内部安装有球磨机，所述二次磁选仓内部安装有二次磁选机，所述初步磁选仓、二次磁选仓侧壁上均安装有磁选驱动，所述球磨粉碎仓侧壁上安装有球磨驱动，所述第一支架与第二支架之间安装有倾斜设置的传送带，所述传送带位于一体机箱下方，且所述传送带一端侧壁上安装有驱动电机。
作为本发明进一步的方案，所述初步磁选仓和二次磁选仓顶部均安装有冲刷箱，两个所述冲刷箱底部均连接有高压喷头，两个所述高压喷头分别导入初步磁选机、二次磁选机内部。
作为本发明进一步的方案，所述传送带与初步磁选仓、球磨粉碎仓、二次磁选仓之间均通过弧形结构的送料斜板相连接。
作为本发明进一步的方案，所述电源通过若干根导线分别与驱动电机、初步磁选机、球磨机、二次磁选机、磁选驱动、球磨驱动和PLC控制器之间电性连接，所述PLC控制器与驱动电机、初步磁选机、球磨机、二次磁选机、磁选驱动和球磨驱动之间有线连接。
作为本发明进一步的方案，在完成所述最终分类后，通过PLC控制器启动两个冲刷箱，两个冲刷箱启动时分别利用两个高压喷头对初步磁选机、二次磁选机机械部件进行冲刷，冲刷后的携带金属颗粒的水顺着传送带流出被收集，将携带金属颗粒的水烘干后留下的金属颗粒回收供二次利用。
本发明的有益效果：通过改变传统对废旧锂电池回收处理工艺步骤中经过破碎、过筛、一次磁选分离后就进行粉碎和分类，先粉碎再进行磁选分离，在过筛完成后启动一体化处理设备，先进行碾压粉碎，利用碾压粉碎机对颗粒物以及片状物均进行碾压粉碎；随后进行初步磁选分离，利用初步磁选机对碾压粉碎的物料进行磁选，使不同磁导率的金属颗粒被筛选出并进行初步分类收集；为了避免因粉碎不完全、粉碎程度不够紧接着进行球磨粉碎，利用球磨机依次对经过磁选机筛选过后的不同种类的金属颗粒进行球磨，使金属颗粒物更细化；再进行二次磁选分离，利用二次磁选机对经过球磨机球磨后的直径更小的颗粒进行磁选，使不同磁导率的金属颗粒被更加细化的筛选出；最终，对完成二次磁选分离的金属颗粒进行最终分类，有效防止因粉碎程度不够导致金属颗粒物中夹带其余金属，从而能够解决后续化学浸出难以实现对金属的准确回收；
通过在初步磁选仓、二次磁选仓顶部均安装冲刷箱，并且冲刷箱连接导入仓内并对准机械部件的高压喷头，在完成最终分类后，能够通过PLC控制器控制一体化处理设备只启动两个冲刷箱，两个冲刷箱启动时分别利用两个高压喷头对初步磁选机、二次磁选机内部用于磁选的机械部件进行冲刷，冲刷后的携带金属颗粒的水顺着传送带流出被收集，将携带金属颗粒的水烘干后留下的金属颗粒回收供二次利用，从而解决在磁选分离过程中容易存在机械夹带导致金属损失，难以实现金属的完全分离回收。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的一体化处理设备整体结构示意图；
图中：1、第一支架；2、一体机箱；3、进料口；4、碾压粉碎机；5、电源；6、驱动电机；7、传送带；8、送料斜板；9、第二支架；10、初步磁选仓；11、球磨粉碎仓；12、二次磁选仓；13、初步磁选机；14、球磨机；15、二次磁选机；16、磁选驱动；17、球磨驱动；18、冲刷箱；19、高压喷头；20、PLC控制器。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，废旧锂电池回收处理方法，包括拆解分离、破碎、过筛、碾压粉碎、初步磁选分离、球磨粉碎、二次磁选分离和最终分类，具体工序如下：
步骤一：拆解分离，将完成残余电量放净的锂电池进行电极活性物、集流体和电池外壳的拆解分离；
步骤二：破碎，对完成拆解的电极活性物、集流体和电池外壳利用破碎机进行破碎；
步骤三：过筛，利用筛子分类破碎后的物料，筛选出的颗粒物主要成分为金属氧化物、金属部件、碳素材料和碳类化合物，筛选出的片状物主要成分为隔膜、有机物和钢壳；
步骤四：启动一体化处理设备，先进行碾压粉碎，利用碾压粉碎机4对颗粒物以及片状物均进行碾压粉碎；
步骤五：随后进行初步磁选分离，完成碾压粉碎的物料在传送带7上输送至初步磁选仓10，利用初步磁选机13对碾压粉碎的物料进行磁选，使不同磁导率的金属颗粒被筛选出并进行初步分类收集；
步骤六：紧接着进行球磨粉碎，经过初步分类收集的金属颗粒物在传送带7上依次输送至球磨粉碎仓11，利用球磨机14依次对经过磁选机筛选过后的不同种类的金属颗粒进行球磨，使金属颗粒物更细化；
步骤七：进行二次磁选分离，经过球磨机14粉碎的金属在传送带7上输送至二次磁选仓15，利用二次磁选机15对经过球磨机14球磨后的直径更小的颗粒进行磁选，使不同磁导率的金属颗粒被更加细化的筛选出；
步骤八：对完成二次磁选分离的金属颗粒进行最终分类，准确得到不同种类的金属颗粒供后续化学浸出过程做准备。
该一体化处理设备包括第一支架1、一体机箱2、进料口3、碾压粉碎机4、电源5、驱动电机6、传送带7、送料斜板8、第二支架9、初步磁选仓10、球磨粉碎仓11、二次磁选仓12、初步磁选机13、球磨机14、二次磁选机15、磁选驱动16、球磨驱动17、冲刷箱18、高压喷头19和PLC控制器20，第一支架1顶部设置进料口3，进料口3底部正对着碾压粉碎机4，第一支架1底部安装电源5，电源5一侧安装有PLC控制器20，第一支架1一侧设置有第二支架9，第二支架9顶部固定安装有倾斜设置的一体机箱2，一体机箱2从高往低方向分别设置有初步磁选仓10、球磨粉碎仓11、二次磁选仓12，初步磁选仓10内部安装有初步磁选机13，球磨粉碎仓11内部安装有球磨机14，二次磁选仓12内部安装有二次磁选机15，初步磁选仓10、二次磁选仓12侧壁上均安装有磁选驱动16，球磨粉碎仓11侧壁上安装有球磨驱动17，第一支架1与第二支架9之间安装有倾斜设置的传送带7，传送带7位于一体机箱2下方，且传送带7一端侧壁上安装有驱动电机6。
初步磁选仓10和二次磁选仓12顶部均安装有冲刷箱18，两个冲刷箱18底部均连接有高压喷头19，两个高压喷头19分别导入初步磁选机13、二次磁选机15内部，使得在完成最终分类后，能够通过PLC控制器20启动两个冲刷箱18，两个冲刷箱18启动时分别利用两个高压喷头19对初步磁选机13、二次磁选机15机械部件进行冲刷，冲刷后的携带金属颗粒的水顺着传送带7流出被收集，将携带金属颗粒的水烘干后留下的金属颗粒回收供二次利用。
传送带7与初步磁选仓10、球磨粉碎仓11、二次磁选仓12之间均通过弧形结构的送料斜板8相连接，使得对物料进行碾压粉碎、初步磁选分离、球磨粉碎、二次磁选分离步骤是物料的传输均能够在传送带7上完成，从而有效提升对物料的处理效率。
电源5通过若干根导线分别与驱动电机6、初步磁选机13、球磨机14、二次磁选机15、磁选驱动16、球磨驱动17和PLC控制器20之间电性连接，使得一体化处理设备内部各个组件在运行时均有足够的电力来源，PLC控制器20与驱动电机6、初步磁选机13、球磨机14、二次磁选机15、磁选驱动16和球磨驱动17之间有线连接，使得一体化处理设备在运作时驱动电机6、初步磁选机13、球磨机14、二次磁选机15、磁选驱动16和球磨驱动17均能够通过PLC控制器20进行有线控制。
在完成最终分类后，通过PLC控制器20启动两个冲刷箱18，两个冲刷箱18启动时分别利用两个高压喷头19对初步磁选机13、二次磁选机15机械部件进行冲刷，冲刷后的携带金属颗粒的水顺着传送带7流出被收集，将携带金属颗粒的水烘干后留下的金属颗粒回收供二次利用，从而解决在磁选分离过程中容易存在机械夹带导致金属损失，难以实现金属的完全分离回收。
本发明的有益效果：通过改变传统对废旧锂电池回收处理工艺步骤中经过破碎、过筛、一次磁选分离后就进行粉碎和分类，先粉碎再进行磁选分离，在过筛完成后启动一体化处理设备，先进行碾压粉碎，利用碾压粉碎机4对颗粒物以及片状物均进行碾压粉碎；随后进行初步磁选分离，利用初步磁选机13对碾压粉碎的物料进行磁选，使不同磁导率的金属颗粒被筛选出并进行初步分类收集；为了避免因粉碎不完全、粉碎程度不够紧接着进行球磨粉碎，利用球磨机14依次对经过磁选机筛选过后的不同种类的金属颗粒进行球磨，使金属颗粒物更细化；再进行二次磁选分离，利用二次磁选机15对经过球磨机14球磨后的直径更小的颗粒进行磁选，使不同磁导率的金属颗粒被更加细化的筛选出；最终，对完成二次磁选分离的金属颗粒进行最终分类，有效防止因粉碎程度不够导致金属颗粒物中夹带其余金属，从而能够解决后续化学浸出难以实现对金属的准确回收；
通过在初步磁选仓13、二次磁选仓12顶部均安装冲刷箱18，并且冲刷箱18连接导入仓内并对准机械部件的高压喷头19，在完成最终分类后，能够通过PLC控制器20控制一体化处理设备只启动两个冲刷箱18，两个冲刷箱18启动时分别利用两个高压喷头19对初步磁选机13、二次磁选机15内部用于磁选的机械部件进行冲刷，冲刷后的携带金属颗粒的水顺着传送带7流出被收集，将携带金属颗粒的水烘干后留下的金属颗粒回收供二次利用，从而解决在磁选分离过程中容易存在机械夹带导致金属损失，难以实现金属的完全分离回收。
本发明所提供的废旧锂电池回收处理方法在使用时，先进行拆解分离，将完成残余电量放净的锂电池进行电极活性物、集流体和电池外壳的拆解分离；随后对完成拆解的电极活性物、集流体和电池外壳利用破碎机进行破碎；再利用筛子分类破碎后的物料，筛选出的颗粒物主要成分为金属氧化物、金属部件、碳素材料和碳类化合物，筛选出的片状物主要成分为隔膜、有机物和钢壳；随后启动一体化处理设备，先进行碾压粉碎，利用碾压粉碎机4对颗粒物以及片状物均进行碾压粉碎；紧接着进行初步磁选分离，完成碾压粉碎的物料在传送带7上输送至初步磁选仓10，利用初步磁选机13对碾压粉碎的物料进行磁选，使不同磁导率的金属颗粒被筛选出并进行初步分类收集；随后进行球磨粉碎，经过初步分类收集的金属颗粒物在传送带7上依次输送至球磨粉碎仓11，利用球磨机14依次对经过磁选机筛选过后的不同种类的金属颗粒进行球磨，使金属颗粒物更细化后进行二次磁选分离，经过球磨14粉碎的金属在传送带7上输送至二次磁选仓15，利用二次磁选机15对经过球磨机14球磨后的直径更小的颗粒进行磁选，使不同磁导率的金属颗粒被更加细化的筛选出；最终对完成二次磁选分离的金属颗粒进行最终分类，准确得到不同种类的金属颗粒供后续化学浸出过程做准备，在完成最终分类后，通过PLC控制器20启动两个冲刷箱18，两个冲刷箱18启动时分别利用两个高压喷头19对初步磁选机13、二次磁选机15机械部件进行冲刷，冲刷后的携带金属颗粒的水顺着传送带7流出被收集，将携带金属颗粒的水烘干后留下的金属颗粒回收供二次利用。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.废旧锂电池回收处理方法，其特征在于，包括拆解分离、破碎、过筛、碾压粉碎、初步磁选分离、球磨粉碎、二次磁选分离和最终分类，具体工序如下：
步骤一：拆解分离，将完成残余电量放净的锂电池进行电极活性物、集流体和电池外壳的拆解分离；
步骤二：破碎，对完成拆解的电极活性物、集流体和电池外壳利用破碎机进行破碎；
步骤三：过筛，利用筛子分类破碎后的物料，筛选出的颗粒物主要成分为金属氧化物、金属部件、碳素材料和碳类化合物，筛选出的片状物主要成分为隔膜、有机物和钢壳；
步骤四：启动一体化处理设备，先进行碾压粉碎，利用碾压粉碎机(4)对颗粒物以及片状物均进行碾压粉碎；
步骤五：随后进行初步磁选分离，完成碾压粉碎的物料在传送带(7)上输送至初步磁选仓(10)，利用初步磁选机(13)对碾压粉碎的物料进行磁选，使不同磁导率的金属颗粒被筛选出并进行初步分类收集；
步骤六：紧接着进行球磨粉碎，经过初步分类收集的金属颗粒物在传送带(7)上依次输送至球磨粉碎仓(11)，利用球磨机(14)依次对经过磁选机筛选过后的不同种类的金属颗粒进行球磨，使金属颗粒物更细化；
步骤七：进行二次磁选分离，经过球磨机(14)粉碎的金属在传送带(7)上输送至二次磁选仓(15)，利用二次磁选机(15)对经过球磨机(14)球磨后的直径更小的颗粒进行磁选，使不同磁导率的金属颗粒被更加细化的筛选出；
步骤八：对完成二次磁选分离的金属颗粒进行最终分类，准确得到不同种类的金属颗粒供后续化学浸出过程做准备。
2.根据权利要求1所述的废旧锂电池回收处理方法，其特征在于，该一体化处理设备包括第一支架(1)、一体机箱(2)、进料口(3)、碾压粉碎机(4)、电源(5)、驱动电机(6)、传送带(7)、送料斜板(8)、第二支架(9)、初步磁选仓(10)、球磨粉碎仓(11)、二次磁选仓(12)、初步磁选机(13)、球磨机(14)、二次磁选机(15)、磁选驱动(16)、球磨驱动(17)、冲刷箱(18)、高压喷头(19)和PLC控制器(20)，所述第一支架(1)顶部设置进料口(3)，所述进料口(3)底部正对着碾压粉碎机(4)，所述第一支架(1)底部安装电源(5)，所述电源(5)一侧安装有PLC控制器(20)，所述第一支架(1)一侧设置有第二支架(9)，所述第二支架(9)顶部固定安装有倾斜设置的一体机箱(2)，所述一体机箱(2)从高往低方向分别设置有初步磁选仓(10)、球磨粉碎仓(11)、二次磁选仓(12)，所述初步磁选仓(10)内部安装有初步磁选机(13)，所述球磨粉碎仓(11)内部安装有球磨机(14)，所述二次磁选仓(12)内部安装有二次磁选机(15)，所述初步磁选仓(10)、二次磁选仓(12)侧壁上均安装有磁选驱动(16)，所述球磨粉碎仓(11)侧壁上安装有球磨驱动(17)，所述第一支架(1)与第二支架(9)之间安装有倾斜设置的传送带(7)，所述传送带(7)位于一体机箱(2)下方，且所述传送带(7)一端侧壁上安装有驱动电机(6)。
3.根据权利要求2所述的废旧锂电池回收处理方法，其特征在于，所述初步磁选仓(10)和二次磁选仓(12)顶部均安装有冲刷箱(18)，两个所述冲刷箱(18)底部均连接有高压喷头(19)，两个所述高压喷头(19)分别导入初步磁选机(13)、二次磁选机(15)内部。
4.根据权利要求2所述的废旧锂电池回收处理方法，其特征在于，所述传送带(7)与初步磁选仓(10)、球磨粉碎仓(11)、二次磁选仓(12)之间均通过弧形结构的送料斜板(8)相连接。
5.根据权利要求2所述的废旧锂电池回收处理方法，其特征在于，所述电源(5)通过若干根导线分别与驱动电机(6)、初步磁选机(13)、球磨机(14)、二次磁选机(15)、磁选驱动(16)、球磨驱动(17)和PLC控制器(20)之间电性连接，所述PLC控制器(20)与驱动电机(6)、初步磁选机(13)、球磨机(14)、二次磁选机(15)、磁选驱动(16)和球磨驱动(17)之间有线连接。
6.根据权利要求1所述的废旧锂电池回收处理方法，其特征在于，在完成所述最终分类后，通过PLC控制器(20)启动两个冲刷箱(18)，两个冲刷箱(18)启动时分别利用两个高压喷头(19)对初步磁选机(13)、二次磁选机(15)机械部件进行冲刷，冲刷后的携带金属颗粒的水顺着传送带(7)流出被收集，将携带金属颗粒的水烘干后留下的金属颗粒回收供二次利用。
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