CN110112480A - 一种带电动力电池的充保护气破碎无氧裂解回收工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带电动力电池的充保护气破碎无氧裂解回收工艺，本在物料转运时采用挤压闭风上料或挤压闭风排料，能够在物料转运过程中避免进入空气，防止物料在转运过程中电池正负极片之间产生放电反应，本发明经过两次风选，将物料分选出不同大类，不再采用分解机等复杂的设备，只需采用更加简单的风选设备，能够节省成本，另外分解机会将电池中的大块金属或者塑壳粉碎，后期不容易筛选，而经过风选的物料中，大块金属和塑胶保存完好，容易筛选，而且风选的气源采用回收处理的保护气，能够避免风选时物料与外界空气接触，在惰性气体的保护下，物料中正负极片不会放电、发热及燃烧，也就不会产生爆炸。

Description

一种带电动力电池的充保护气破碎无氧裂解回收工艺

技术领域

本发明涉及动力电池回收的技术领域，特别涉及一种带电动力电池的充保护气破碎无氧裂解回收工艺。

背景技术

现在国家大力提倡动力电池的应用，在逐渐淘汰铅酸电池，但动力电池如果没有得到有效的回收利用也会造成很大的资源浪费和污染，而且动力电池中可回收的资源很多，目前动力电池的回收通常为湿法回收，需要用到大量的水资源，造成水资源的浪费和污染，而且回收材料的纯净度不高，无法将塑料颗粒及塑料膜完全去除。

因此我单位一直进行锂电池的物理法回收的研究，在并在2018年7月3日申请了申请号为201810711557.4，名称为一种锂电池的物理法回收工艺的中国发明专利，该工艺无需把动力电池进行放电，在保护气的保护下可直接进行破碎回收，解决了以往放电后再回收处理的瓶颈，再通过高温无氧裂解炉对提取的正负极粉进行提纯，将掺杂的塑料和粘合剂进行裂解，但采用该工艺需要将电池破碎，电池中含有大量铁块、铜块、铝块等金属块，还有大量塑料壳，在破碎时以及破碎后的输送设备中很容易毁坏设备，造成设备不稳定，而且塑壳类物料破碎后不容易回收，大量塑壳、塑膜进入裂解炉加热气化，塑壳回收率低，而且进入裂解炉的物料太多，裂解炉的效率低下，很容易造成塑料和粘合剂裂解不充分，该工艺只适用于小型电池。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种带电动力电池的充保护气破碎无氧裂解回收工艺。

本发明的技术方案是：一种带电动力电池的充保护气破碎无氧裂解回收工艺，包括以下步骤：

步骤1，通过真空给料将动力电池送入破碎机进行破碎，破碎机为封闭状态且持续充入保护气；

步骤2，破碎机在无氧状态下将动力电池破碎，破碎后的物料通过挤压闭风排料进入到封闭环境内进行加热挥发，挥发出的气体进行收尘过滤，然后物料进行磁选并将磁选出的金属铁闭风排出，回收得到金属铁，物料进行在封闭环境持续充入保护气，物料磁选时也持续充入保护气；

步骤3，磁选剩下的物料通过闭风挤压上料进行初次负压风选，初次负压风选出的轻物进入旋风集料器收尘后通过闭风排料进行二次负压风选，初次风选留下的重物输送出去进行磁涡分选，将物料分选出塑壳类、不锈钢和铜铝组合物，铜铝组合物再进行人工分选，分选出铜和铝；

步骤4，二次风选出的轻物经过旋风集料器收尘后留下的塑膜类物料通过闭风排料排出，二次风选留下的重物、正负极片和塑胶类组成混合物料通过挤压闭风给料输送到高温无氧裂解炉进行裂解，所述高温无氧裂解炉的温度在250℃以上，所述高温无氧裂解炉在加入物料前进行抽真空且保持封闭，混合物料中的塑胶类及粘合剂在高温无氧裂解炉内裂解产生可燃气，可燃气进行降温过滤净化后回用对高温无氧裂解炉进行加热，裂解后的混合物料通过冷却挤压闭风上料输送到筛选设备，筛选出粒度较小的纯净正负极粉和粒度较大的且掺杂有正负极粉的铜铝混合物；

步骤5，掺杂有正负极粉的铜铝混合物经过高速摩擦脱粉后进入旋风集料器收尘后进入筛选设备筛选出纯净正负极粉和纯净的铜铝混合物，收尘也得到纯净正负极粉，铜铝混合物进行比重分离得到铜和铝；

步骤6，将步骤2中得到的1号物料铁和步骤3得到塑壳类物料、不锈钢、铜、铝进行归类收集，将步骤4得到的塑膜类物料、纯净正负极粉进行归类收集，将步骤5得到的铜、铝、纯净正负极粉进行归类收集。

优选的，步骤1中在真空给料抽真空时抽出的空气进行多次过滤层净化，向破碎机充入保护气后在真空给料抽真空时抽出的气体进入经过多次过滤后通过引风机进入冷凝器，在步骤2、步骤3和步骤4中经过收尘后的气体通过引风机也进入冷凝器，经过冷凝器冷凝后得到电解液和废气，废气进入废气处理系统处理后一部分作为初次风选和二次风选的气源、另一部分向外排出。

优选的，在步骤2、步骤3和步骤4中经过收尘后得到的物料为含杂质的正负极粉，步骤4中的塑膜类物料再经过筛选也得到含杂质的正负极粉，含杂质的正负极粉进入高温无氧裂解炉进行裂解。

优选的，在步骤5中收尘后的气体通风引风机进入废气处理系统进行处理。

优选的，所述高温无氧裂解炉采用外部加热，所述高温无氧裂解炉的温度在250℃-750℃之间，燃烧产生的废气经过处理后排放。

优选的，所述高温无氧裂解炉的温度660℃-750℃之间，混合物料中的铝熔化成液态且在冷却挤压闭风上料过程中逐渐冷却形成圆颗粒。

优选的，挤压闭风上料和挤压闭风排料时采用封闭的螺旋输送设备，所述螺旋输送设备包括具有螺旋叶片的进料半体和空心的出料半体。

本发明的有益效果是：

本发明经过两次风选，第一次风选将电池破碎后的大量铁块、铜块、铝块等金属块以及大量塑料壳风选出来，有利于后续设备的稳定性，而且能够将塑壳完整回收，提高了资源的利用率，第二次风选将塑膜类物料风选出来，塑膜具有很高的回收价值，利用风选能够将塑膜类物料回收的更彻底，减少进入裂解炉的物料的量，能够提高裂解炉的效率，也能使裂解炉内的少量塑膜、塑胶物料裂解的更加充分。

在该工艺中，在物料转运时采用挤压闭风上料或挤压闭风排料，能够在物料转运过程中避免进入空气，防止物料在转运过程中与空气接触，而且两次风选的气源采用回收处理的保护气，能够避免风选时物料与外界空气接触，在惰性气体的保护下，物料中正负极片之间不会产生放电反应，物料也就不会放电、发热、甚至产生爆炸。

收尘后得到的含杂质的正负极粉以及塑膜类物料经过筛选得到的含杂质的正负极粉均输送到高温无氧裂解炉，将其中的杂质（塑胶、粘接剂）加热裂解气化，减小正负极粉及金属的附着力，使回收的物料更加纯净。

利用本发明的工艺流程能够得到更加纯净的正负极粉，且保护气得到了充分利用。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式参见图1：

一种带电动力电池的充保护气破碎无氧裂解回收工艺，包括以下步骤：

步骤1，通过真空给料将动力电池送入破碎机进行破碎，破碎机为封闭状态且持续充入保护气；

步骤2，破碎机在无氧状态下将动力电池破碎，破碎后的物料通过挤压闭风排料进入到封闭环境内进行加热挥发，挥发出的气体进行收尘过滤，然后物料进行磁选并将磁选出的金属铁闭风排出，回收得到金属铁，物料进行在封闭环境持续充入保护气，物料磁选时也持续充入保护气；

步骤3，磁选剩下的物料通过闭风挤压上料进行初次负压风选，初次负压风选出的轻物进入旋风集料器收尘后通过闭风排料进行二次负压风选，初次风选留下的重物输送出去进行磁涡分选，将物料分选出塑壳类、不锈钢和铜铝组合物，铜铝组合物再进行人工分选，分选出铜和铝；

步骤4，二次风选出的轻物经过旋风集料器收尘后留下的塑膜类物料通过闭风排料排出，二次风选留下的重物、正负极片和塑胶类组成混合物料通过挤压闭风给料输送到高温无氧裂解炉进行裂解，所述高温无氧裂解炉的温度在250℃以上，所述高温无氧裂解炉在加入物料前进行抽真空且保持封闭，混合物料中的塑胶类及粘合剂在高温无氧裂解炉内裂解产生可燃气，可燃气进行降温过滤净化后回用对高温无氧裂解炉进行加热，裂解后的混合物料通过冷却挤压闭风上料输送到筛选设备，筛选出粒度较小的纯净正负极粉和粒度较大的且掺杂有正负极粉的铜铝混合物；

步骤5，掺杂有正负极粉的铜铝混合物经过高速摩擦脱粉后进入旋风集料器收尘后进入筛选设备筛选出纯净正负极粉和纯净的铜铝混合物，收尘也得到纯净正负极粉，铜铝混合物进行比重分离得到铜和铝；

步骤6，将步骤2中得到的1号物料铁和步骤3得到塑壳类物料、不锈钢、铜、铝进行归类收集，将步骤4得到的塑膜类物料、纯净正负极粉进行归类收集，将步骤5得到的铜、铝、纯净正负极粉进行归类收集。

在步骤1中在真空给料抽真空时抽出的空气进行多次过滤层净化，向破碎机充入保护气后在真空给料抽真空时抽出的气体进入经过多次过滤后通过引风机进入冷凝器，在步骤2、步骤3和步骤4中经过收尘后的气体通过引风机也进入冷凝器，经过冷凝器冷凝后得到电解液和废气，废气进入废气处理系统处理后一部分作为初次风选和二次风选的气源、另一部分向外排出。

在步骤2、步骤3和步骤4中经过收尘后得到的物料为含杂质的正负极粉，步骤4中的塑膜类物料再经过筛选也得到含杂质的正负极粉，含杂质的正负极粉进入高温无氧裂解炉进行裂解。

在步骤5中收尘后的气体通风引风机进入废气处理系统进行处理。

本发明中的保护气采用氮气、二氧化碳或者其他惰性气体。

其中，挤压闭风上料和挤压闭风排料时采用封闭的螺旋输送设备，该螺旋输送设备与常规螺旋输送设备的不同在于其包括具有螺旋叶片的进料半体和空心的出料半体，物料经过带螺旋叶片的进料半体进入该设备，物料被螺旋叶片推送到出料半体后在出料半体堆积，直到将出料半体填满，出料半体填满后物料从出料半体逐渐排出，在此过程中物料不会接触空气。

该高温无氧裂解炉采用外部加热，可以采用燃气加热也可以采用电加热，该高温无氧裂解炉的温度250℃-750℃之间，塑料和粘合剂进行裂解产生的可燃气能够通到所述高温无氧裂解炉下方进行燃烧供热，燃烧产生的废气经过处理后排放；燃烧废气体通过急冷降温后经过二次旋风急冷收尘降温，使废气体达到低于150度后进入脉冲除尘，收尘后又进入活性炭吸附，吸附后在进入喷淋塔进行脱酸，脱酸后通过风机引出，从而达标排放。

该高温无氧裂解炉的温度也可以在660℃-750℃之间，此时混合物料中的铝熔化成液态且在冷却输送过程中逐渐冷却形成规则的圆颗粒，便于铝的筛分和比重分离。

本发明经过两次风选，将物料分选出不同大类，不再采用分解机等复杂的设备，只需采用更加简单的风选设备，能够节省成本，另外分解机会将电池中的大块金属或者塑壳粉碎，后期不容易筛选，而经过风选的物料中，大块金属和塑胶保存完好，容易筛选，而且风选的气源采用回收处理的保护气，能够避免风选时物料与外界空气接触，在惰性气体的保护下，物料中正负极片之间不会产生放电反应，物料也就不会放电、发热、甚至产生爆炸；利用本发明的工艺流程能够得到更加纯净的正负极粉，且保护气得到了充分利用。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种带电动力电池的充保护气破碎无氧裂解回收工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，通过真空给料将动力电池送入破碎机进行破碎，破碎机为封闭状态且持续充入保护气；

步骤2，破碎机在无氧状态下将动力电池破碎，破碎后的物料通过挤压闭风排料进入到封闭环境内进行加热挥发，挥发出的气体进行收尘过滤，然后物料进行磁选并将磁选出的金属铁闭风排出，回收得到金属铁，物料进行在封闭环境持续充入保护气，物料磁选时也持续充入保护气；

步骤3，磁选剩下的物料通过闭风挤压上料进行初次负压风选，初次负压风选出的轻物进入旋风集料器收尘后通过闭风排料进行二次负压风选，初次风选留下的重物输送出去进行磁涡分选，将物料分选出塑壳类、不锈钢和铜铝组合物，铜铝组合物再进行人工分选，分选出铜和铝；

步骤4，二次风选出的轻物经过旋风集料器收尘后留下的塑膜类物料通过闭风排料排出，二次风选留下的重物、正负极片和塑胶类组成混合物料通过挤压闭风给料输送到高温无氧裂解炉进行裂解，所述高温无氧裂解炉的温度在250℃以上，所述高温无氧裂解炉在加入物料前进行抽真空且保持封闭，混合物料中的塑胶类及粘合剂在高温无氧裂解炉内裂解产生可燃气，可燃气进行降温过滤净化后回用对高温无氧裂解炉进行加热，裂解后的混合物料通过冷却挤压闭风上料输送到筛选设备，筛选出粒度较小的纯净正负极粉和粒度较大的且掺杂有正负极粉的铜铝混合物；

步骤5，掺杂有正负极粉的铜铝混合物经过高速摩擦脱粉后进入旋风集料器收尘后进入筛选设备筛选出纯净正负极粉和纯净的铜铝混合物，收尘也得到纯净正负极粉，铜铝混合物进行比重分离得到铜和铝；

步骤6，将步骤2中得到的1号物料铁和步骤3得到塑壳类物料、不锈钢、铜、铝进行归类收集，将步骤4得到的塑膜类物料、纯净正负极粉进行归类收集，将步骤5得到的铜、铝、纯净正负极粉进行归类收集。

2.根据权利要求1所述的带电动力电池的充保护气破碎无氧裂解回收工艺，其特征在于：步骤1中在真空给料抽真空时抽出的空气进行多次过滤层净化，向破碎机充入保护气后在真空给料抽真空时抽出的气体进入经过多次过滤后通过引风机进入冷凝器，在步骤2、步骤3和步骤4中经过收尘后的气体通过引风机也进入冷凝器，经过冷凝器冷凝后得到电解液和废气，废气进入废气处理系统处理后一部分作为初次风选和二次风选的气源、另一部分向外排出。

3.根据权利要求2所述的带电动力电池的充保护气破碎无氧裂解回收工艺，其特征在于：在步骤2、步骤3和步骤4中经过收尘后得到的物料为含杂质的正负极粉，步骤4中的塑膜类物料再经过筛选也得到含杂质的正负极粉，含杂质的正负极粉进入高温无氧裂解炉进行裂解。

4.根据权利要求3所述的带电动力电池的充保护气破碎无氧裂解回收工艺，其特征在于：在步骤5中收尘后的气体通风引风机进入废气处理系统进行处理。

5.根据权利要求4所述的带电动力电池的充保护气破碎无氧裂解回收工艺，其特征在于：所述高温无氧裂解炉采用外部加热，所述高温无氧裂解炉的温度在250℃-750℃之间，燃烧产生的废气经过处理后排放。

6.根据权利要求5所述的带电动力电池的充保护气破碎无氧裂解回收工艺，其特征在于：所述高温无氧裂解炉的温度660℃-750℃之间，混合物料中的铝熔化成液态且在冷却挤压闭风上料过程中逐渐冷却形成圆颗粒。

7.根据权利要求6所述的带电动力电池的充保护气破碎无氧裂解回收工艺，其特征在于：挤压闭风上料和挤压闭风排料时采用封闭的螺旋输送设备，所述螺旋输送设备包括具有螺旋叶片的进料半体和空心的出料半体。