CN110571493B - 废旧锂电池综合回收设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种废旧锂电池综合回收设备，绝缘料仓、放电仓、破碎仓自上而下依次放置且绝缘料仓、放电仓、破碎仓之间依次连通，绝缘料仓与放电仓之间、放电仓与破碎仓之间分别设置有下料阀，放电仓设置有盐溶液注入管道，破碎仓的底部通过第一筛网封闭，破碎仓的下方放置有过滤装置，过滤装置自上而下依次设置有第二筛网、第三筛网、第四筛网，过滤装置位于第三筛网与第四筛网之间的位置上设置有至少一个含碳酸根水溶液喷射管道，过滤装置的底部依次与氢氧化钙吸附柱、氢氧化铝吸附柱、蒸馏室相连通，蒸馏室分别设置有盐溶液回收管道和有机溶液回收管道。本发明结构简单、新颖，可操控性高，污染较小。

Description

废旧锂电池综合回收设备
技术领域
本发明涉及一种废旧锂电池综合回收设备。
背景技术
环境污染和石油能源危机问题共同推动了电动汽车及动力电池的发展。随着国内电动汽车的快速发展，动力电池的使用量也将逐渐增大。但动力电池均有一定的使用寿命，使用一段时间后需要更换产生较多的废旧锂离子电池，而废旧锂离子电池中含有有机电解液及六氟磷酸锂电解质，这些物质不做处理则会对自然环境和人类健康产生较大威胁，且会产生较大的资源浪费。传统的废旧锂电池一般采用焙烧的方式去除电解液，然后多次破碎与分选出铜铝混合物、活性物质粉、隔膜等，这样的做法无法实现电池中电解液的回收，且焙烧废气较难处理，存回收价值低、设备多样工艺复杂的缺点。
发明内容
本发明旨在提供一种结构简单、新颖、可操控性高、污染较小的废旧锂电池综合回收设备。
本发明通过以下方案实现：
一种废旧锂电池综合回收设备，包括绝缘料仓、放电仓、破碎仓、氢氧化钙吸附柱、氢氧化铝吸附柱和蒸馏室，绝缘料仓、放电仓、破碎仓自上而下依次放置且绝缘料仓、放电仓、破碎仓之间依次连通，所述绝缘料仓与放电仓之间、放电仓与破碎仓之间分别设置有下料阀，所述放电仓设置有盐溶液注入管道，所述破碎仓的底部通过第一筛网封闭，所述破碎仓的下方放置有过滤装置，所述过滤装置自上而下依次设置有第二筛网、第三筛网、第四筛网，所述过滤装置位于第三筛网与第四筛网之间的位置上设置有至少一个含碳酸根水溶液喷射管道，所述过滤装置的底部依次与氢氧化钙吸附柱、氢氧化铝吸附柱、蒸馏室相连通，所述蒸馏室分别设置有盐溶液回收管道和有机溶液回收管道。通过盐溶液注入管道注入放电仓内的盐溶液多数采用钠盐溶液，一般常选择为硫酸钠溶液、碳酸钠溶液或氯化钠溶液，废旧锂电池一般在放电仓内进行放电4～8h，破碎仓内设置固定刀具和活动刀具，固定刀具、活动刀具的设置位置、数量可根据需要进行调整，以满足将废旧锂电池完全破碎即可。含碳酸根水溶液喷射管道的设置位置和数量可根据需要进行调整设计，含碳酸根水溶液喷射管道喷射含碳酸根水溶液的喷射时间、频率、喷射速度等可根据需要进行调整设计，以满足电解液中的锂电解质能及时进行反应生成碳酸锂沉淀即可，含碳酸根水溶液多数选择为碳酸钠溶液。
进一步地，所述第一筛网、第二筛网、第三筛网和第四筛网均为可拆卸筛网。所述第一筛网的筛孔直径优选为5～10mm；所述第二筛网的目数优选为20～60目；所述第三筛网的目数优选为100～200目；所述第四筛网的目数优选为400～600目。
进一步地，所述绝缘仓内壁附有绝缘材料。
进一步地，所述绝缘料仓、放电仓、破碎仓和过滤装置为一体结构。
进一步地，所述蒸馏室的温度控制为150～180℃。
进一步地，所述蒸馏室的盐溶液回收管道与放电仓相连通。
进一步地，所述放电仓内盐溶液的质量浓度控制为10～30％，所述放电仓内盐溶液的液面高度不低于废旧锂电池的堆积高度即废旧锂电池浸没在盐溶液中；所述含碳酸根水溶液喷射管道喷射的含碳酸根水溶液为饱和溶液。
本发明的废旧锂电池综合回收设备，结构简单、新颖，可实现废旧锂电池的放电、破碎、分选一体化作用，无害化处理电解液，实现电解液中有机溶剂、锂资源的单独回收，污染小，设备可操控性强。
附图说明
图1为实施例1中废旧锂电池综合回收设备的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
实施例1
一种废旧锂电池综合回收设备，如图1所示，包括绝缘料仓1、放电仓2、破碎仓3、氢氧化钙吸附柱4、氢氧化铝吸附柱5和蒸馏室6，绝缘料仓1、放电仓2、破碎仓3自上而下依次放置且绝缘料仓1、放电仓2、破碎仓3之间依次连通，绝缘料仓1与放电仓2之间、放电仓2与破碎仓3之间分别设置有下料阀7，绝缘仓1内壁附有绝缘材料，放电仓2设置有盐溶液注入管道8，放电仓2内盐溶液的质量浓度控制为10～30％，盐溶液选择为硫酸钠溶液，放电仓2内盐溶液的液面高度不低于废旧锂电池的堆积高度，破碎仓内设置固定刀具和活动刀具，破碎仓3的底部通过可拆卸的第一筛网9封闭，第一筛网的筛孔直径为8mm，破碎仓3的下方放置有过滤装置10，过滤装置10自上而下依次设置有可拆卸的第二筛网11、可拆卸的第三筛网12、可拆卸的第四筛网13，第二筛网11的目数为40目，第三筛网12的目数为150目，第四筛网13的目数为500目，过滤装置10位于第三筛网12与第四筛网13之间的位置上设置有相对称的两个含碳酸根水溶液喷射管道14，含碳酸根水溶液喷射管道14喷射的含碳酸根水溶液为饱和溶液，含碳酸根水溶液选择为碳酸钠溶液，绝缘料仓1、放电仓2、破碎仓3和过滤装置10为一体结构，过滤装置10的底部依次与氢氧化钙吸附柱4、氢氧化铝吸附柱5、蒸馏室6相连通，蒸馏室6分别设置有盐溶液回收管道15和有机溶液回收管道16，蒸馏室6的盐溶液回收管道15与放电仓2相连通，蒸馏室6的温度控制为150～180℃。
具体使用时，将一批次废旧锂电池装入绝缘料仓内，之后适时打开绝缘料仓与放电仓之间的下料阀使得废旧锂电池分批进入放电仓，通过盐溶液注入管道往放电仓内注入硫酸钠溶液直至放电仓内硫酸钠溶液液面高度不低于电池堆积高度即废旧锂电池浸没在硫酸钠溶液中，放电仓内硫酸钠溶液的质量浓度控制为10～30％，之后废旧锂电池在放电仓内静置放电4～8小时，再接着打开放电仓与破碎仓之间的下料阀使得废旧锂电池及注入的硫酸钠溶液一起进入破碎仓，破碎仓内启动破碎刀具即固定刀具和活动刀具进行废旧锂电池湿破，在破碎的同时硫酸钠溶液和破碎后能通过第一筛网的物质均被第一筛网筛分下去，第一筛网将废旧锂电池经破碎仓破碎后的较大尺寸的塑料、外壳等筛分出来，未被筛分下去的塑料、外壳等物料能在破碎仓内重复挤压破碎，其余湿的筛下物掉入第二筛网上，之后第二筛网将相对较小颗粒的隔膜、铜铝片等通过振动筛分出来，接着第三筛网将更细颗粒的活性物质粉和石墨粉筛分出来，其余物质在掉入第四筛网上的过程中，通过含碳酸根水溶液喷射管道喷射饱和碳酸钠溶液至第三筛网与第四筛网之间，碳酸钠溶液与电解液中的锂电解质进行反应生成的碳酸锂沉淀被筛分出来，硫酸钠溶液和电解液中剩余的有机溶剂及产生的氟化物依次流经氢氧化钙吸附柱、氢氧化铝吸附柱、蒸馏室，氢氧化钙吸附柱可吸附去除氟化物，氢氧化铝吸附柱可吸附去除悬浮物，有机溶剂通过蒸馏室的有机溶液回收管道收集回收，硫酸钠溶液通过蒸馏室的盐溶液回收管道可重复使用并适时注入放电仓，即完成废旧锂电池的回收处理。
在该批次废旧锂电池的回收处理完成后，将第一筛网、第二筛网、第三筛网、第四筛网拆卸下来，将各筛网上的筛上物进行烘干测算，第一筛网分选出的物料95％为外壳，第二筛网分选出的物料中含隔膜33％、铜片38％、铝片29％，第三筛网分选出的物料中含活性物质粉52％、石墨粉48％，第四筛网分选出的物质中含碳酸锂85％，第四筛网分选出的物质可进一步提纯。
实施例2
一种废旧锂电池综合回收设备，其结构与实施例1中的废旧锂电池综合回收设备的结构相类似，其不同之处在于：第一筛网的筛孔直径为5mm，第二筛网的目数为20目，第三筛网的目数为100目，第四筛网的目数为400目。
实施例3
一种废旧锂电池综合回收设备，其结构与实施例1中的废旧锂电池综合回收设备的结构相类似，其不同之处在于：第一筛网的筛孔直径为10mm，第二筛网的目数为60目，第三筛网的目数为200目，第四筛网的目数为600目。

Claims (8)

1.一种废旧锂电池综合回收设备，其特征在于：包括绝缘料仓、放电仓、破碎仓、氢氧化钙吸附柱、氢氧化铝吸附柱和蒸馏室，绝缘料仓、放电仓、破碎仓自上而下依次放置且绝缘料仓、放电仓、破碎仓之间依次连通，所述绝缘料仓与放电仓之间、放电仓与破碎仓之间分别设置有下料阀，所述放电仓设置有盐溶液注入管道，所述破碎仓的底部通过第一筛网封闭，所述破碎仓的下方放置有过滤装置，所述过滤装置自上而下依次设置有第二筛网、第三筛网、第四筛网，所述过滤装置位于第三筛网与第四筛网之间的位置上设置有至少一个含碳酸根水溶液喷射管道，所述过滤装置的底部依次与氢氧化钙吸附柱、氢氧化铝吸附柱、蒸馏室相连通，所述蒸馏室分别设置有盐溶液回收管道和有机溶液回收管道。
2.如权利要求1所述的废旧锂电池综合回收设备，其特征在于：所述第一筛网、第二筛网、第三筛网和第四筛网均为可拆卸筛网。
3.如权利要求2所述的废旧锂电池综合回收设备，其特征在于：所述第一筛网的筛孔直径为5～10mm；所述第二筛网的目数为20～60目；所述第三筛网的目数为100～200目；所述第四筛网的目数为400～600目。
4.如权利要求1所述的废旧锂电池综合回收设备，其特征在于：所述绝缘料仓内壁附有绝缘材料。
5.如权利要求1所述的废旧锂电池综合回收设备，其特征在于：所述绝缘料仓、放电仓、破碎仓和过滤装置为一体结构。
6.如权利要求1所述的废旧锂电池综合回收设备，其特征在于：所述蒸馏室的温度控制为150～180℃。
7.如权利要求1～6任一所述的废旧锂电池综合回收设备，其特征在于：所述蒸馏室的盐溶液回收管道与放电仓相连通。
8.如权利要求1～6任一所述的废旧锂电池综合回收设备，其特征在于：所述放电仓内盐溶液的质量浓度控制为10～30％，所述放电仓内盐溶液的液面高度不低于废旧锂电池的堆积高度；所述含碳酸根水溶液喷射管道喷射的含碳酸根水溶液为饱和溶液。
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