CN111097586A - 一种高电量锂电池破碎回收生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高电量锂电池破碎回收生产系统，涉及废电池处理领域，包括机架，机架上沿物料输送方向依次相连设置有皮带输送机、撕碎机、破碎机、水冷输送机构、气流分选机、磁选输送机、粉碎机、分析机、摇摆筛、研磨机、集料器三、旋振筛；气流分选机的出气端通过引风机一连接有集料器二，隔膜纸集料器连接有脉冲除尘器一、引风机一，该生产线完全采用机械敲打、破碎、分离等物理处理办法回收、分离锂电池中材料，不添加任何化学成分，不采用任何化学处理工艺，完全环保，同时无需进行预放电处理。

Description

一种高电量锂电池破碎回收生产系统

技术领域

本发明属于废电池处理领域，具体涉及一种高电量锂电池破碎回收生产系统。

背景技术

废弃的锂电池中含有大量不可再生且经济价值高的金属资源，锂电池中的正极片材料为钴酸锂粉、负极片材料为石墨粉，无论正极片还是负极片中均含有大量的镍、铜、铝等金属材料。如果能有效地回收处理废弃或不合格的锂电池，不仅能减轻废旧电池对环境的压力，还可以避免造成钴、镍等金属资源的浪费。目前常见的处理办法有：深海填埋法、湿法冶金技术以及硫酸溶解法、碱煮-酸溶法等化工处理办法；深海填埋法严重污染环境，湿法冶金技术以及化工处理办法均需要添加多种化学物质，仍对环境造成污染，且分离过程复杂、工艺条件高，成本高，且对钴、铝分离效果不好。现有采用机械破碎的方法进行破碎处理的情况，但是由于在锂电池内还有电量进行破碎时容易出现高温、明火的情况，需要对锂电池进行预放电处理，严重影响电池的处理效率。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中处理高电量废锂电池存在的技术问题，提供一种高电量锂电池破碎回收生产系统，该生产线完全采用机械敲打、破碎、分离等物理处理办法回收、分离锂电池中材料，不添加任何化学成分，不采用任何化学处理工艺，完全环保，同时无需进行预放电处理。

为了实现以上目的，本发明采用了以下技术方案：一种高电量锂电池破碎回收生产系统，包括机架，所述机架上沿物料输送方向依次相连设置有皮带输送机、撕碎机、破碎机、水冷输送机构、气流分选机、磁选输送机、粉碎机、分析机、摇摆筛、研磨机、集料器三、旋振筛；所述气流分选机的出气端通过引风机一连接有用于收集隔膜纸的集料器二，所述隔膜纸集料器的出气端依次连接有脉冲除尘器一、引风机一，所述分析机上设置有第一出口和第二出口，所述第一出口依次连接有集料器二、脉冲除尘器二、引风机三，所述第二出口依次连接摇摆筛、研磨机、集料器三、旋振筛，所述摇摆筛、集料器三的出风端均通过管道连接集料器四、脉冲除尘器二；所述脉冲除尘器一、脉冲除尘器一、集料器一、集料器二、集料器三、集料器四的出料端均通过集中管道连接有集中储料机构，所述引风机二、引风机三的出气端通过管道连接有废气出料机构。

为了进一步优化本发明，可优先采用以下技术方案：

优选的，所述废气处理机构包括与集成管道的出风口连接的喷淋塔，所述喷淋塔通过干燥器连接有UV光解空气净化器，所述UV光解空气净化器连接有引风机四。

优选的，所述机架上对应皮带输送机位置设置有上料平台，所述皮带输送机包括平直部和倾斜部，所述倾斜部上端与撕碎机的进料端相连。

优选的，所述集中储料机构包括固定架，所述固定架上设置有缓存料仓、集中料仓，所述缓存料仓的进料端与集料管道的出料端相连，所述缓存料仓的出料端与集中料仓的进料端之间通过管道连接，所述集中料仓顶部设置有仓顶除尘器，所述集中料仓底部设置有阀门，所述固定架上对应集中料仓底部阀门正下方位置设置有地秤，所述集中料仓的出风端连接有料风泵。

优选的，所述撕碎机、破碎机通过管道依次连接有脉冲除尘器二、引风机二，所述引风机二的出风口连接废气处理机构。

优选的，所述集料器一、集料器二、集料器三、集料器四均采用旋风集料器。

优选的，所述水冷输送机构包括支架、主动辊、从动辊、输料带，所述主动辊、从动辊对称设置在支架两端位置，所述输料带缠卷在主动辊、从动辊上，所述主动辊连接有驱动电机，所述支架上对应输料带上输送面正下方位置设置有水冷机构，所述水冷机构包括设置在支架上的水冷槽，所述输料带的上输送带面设置在水冷槽内所述水冷槽内蓄装有冷却水。

优选的，所述支架上对应输料带上输送面正下方位置设置有喷淋机构，所述喷淋机构包括罩设在输料带正下方的壳体，所述壳体内侧壁上沿输送方向设置有主喷水管，所述主喷水管上间隔设置有喷头，所述主喷水管通过抽液泵连接有水箱，所述壳体内侧壁上还设置有温度控制器。

优选的，所述撕碎机的出料口安装位置高于破碎机的进料口安装位置，所述撕碎机的出料口与破碎机的进料口直接相连。

优选的，所述输料带采用输料钢带，所述支架上对应输料钢带上输送面正下方位置设置有支撑肋板。

本发明的有益效果是：

1、本发明为整套的生产系统，各环节上、下衔接合理、节凑，系统完整，一套系统可实现高电量废锂电池正极片及负极片回收、分离的完整操作，无需其他设备配合，正极片中的钴酸锂粉能从废料中完全分离出来、分离纯度高，分离出的金属材料：铝粉、铜粉以及金属镍可回收再用，整套系统主要靠机械敲打、破碎等物料办法操作处理，中间不加入任何化学成分，操作过程完全环保，整套系统自动化程度高，生产效率快，省工省力；此外本生产线在直线筛与旋振筛之间安装有研磨机，气流分选机中的金属和黑粉混合物进入研磨机进行研磨，将部分金属卷曲而夹带的黑粉进行剥离。

2、本发明专门针对高电量锂电池进行处理，在使用破碎机以及撕碎机处理过程中出现的高温物料可以直接进行输送，防止了原有锂电池处理工艺过程中需要进行预放电处理的问题，提高了整体设备的处理效率；进一步的，在水冷输送机构上还设置有水冷机构、喷淋机构，双重冷却的作用下，保证物料输送过程的安全性；同时撕碎机、破碎机相互搭配使用保证了物料破碎过程的稳定性，便于后序筛分处理；本发明中还配置有集中储料机构，通过集中储料机构对物料进行集中收集并称量，便于监控物料处理情况。

附图说明

图1为锂电池回收生产系统俯视图；

图2为生产系统工艺流程图；

图3为破碎输送部分结构示意图；

图4为水冷输送机构部分主视图；

图5为水冷输送机构部分俯视图；

图6为集中储料机构结构示意图；

图7为筛选部分结构示意图；

图8为图4中A处结构放大示意图；

图9为空气净化装置结构示意图。

其中，1-皮带输送机，2-上料平台，3-撕碎机，4-水冷输送机构，5-气流分选机，6-集料器一，7-脉冲除尘器一，8-引风机一，9-磁选输送机，10-粉碎机，11-分析机，12-摇摆筛，13-研磨机，14-旋振筛，15-破碎机，16-平直部，17-倾斜部，18-集气管道，19-脉冲除尘器二，20-引风机三，21-喷淋塔，22-UV光解空气净化器，23-引风机四，24-干燥器，25-倾斜部，26-引风管道，27-引风机四，28-集料器二，29-集料器三，401-支架，402-主动辊，403-从动辊，404-输料带，405-喷淋机构，406-水冷槽，407-尾部张紧装置，408-调整座，409-固定架，410-调节螺杆，411-调节螺母，412-温度控制器，413-壳体，414-主喷水管，415-喷头，416-水泵，701-料风泵，702-集中料仓，703-阀门，704-仓顶除尘器，705-地秤，706-缓存料仓，707-输料管道。

具体实施方式，

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-9所示，一种高电量锂电池破碎回收生产系统，包括机架，机架上沿物料输送方向依次相连安装有皮带输送机1、撕碎机3、破碎机15、水冷输送机构4、气流分选机5、磁选输送机、粉碎机10、分析机、摇摆筛、研磨机、集料器一、旋振筛；机架上对应皮带输送机位置安装有上料平台2，皮带输送机包括平直部16和倾斜部17，倾斜部上端与撕碎机的进料端相连，通过上料平台方便废旧锂电池批量化处理，撕碎机3的出料口安装位置高于破碎机的进料口安装位置，撕碎机的出料口与破碎机的进料口直接相连，通过撕碎机3、破碎机双重破碎处理，可以保证锂电池外壳破碎的有效性；破碎机15的出料口与水冷输送机构的进料端相连，水冷输送机构4包括支架401、主动辊402、从动辊403、输料带404，主动辊、从动辊对称安装在支架两端位置，输料带缠卷在主动辊、从动辊上，主动辊连接有驱动电机，支架401上对应输料带两端位置安装有尾部张紧机构407，尾部张紧机构包括设置在支架上固定架409，固定架409上活动安装有调节座408，主动辊、从动辊均设置在调节座上，调节座上沿输送方向设置有调节螺杆410，支架上设置有与调节螺杆配合的调节螺母411。支架上对应输料带上输送面正下方位置安装有水冷机构，水冷机构包括安装在支架上的水冷槽406，输料带的上输送带面安装在水冷槽内水冷槽内蓄装有冷却水，输料带采用输料钢带，支架上对应输料钢带上输送面正下方位置安装有支撑肋板，通过支撑肋板对输料钢带进行支撑，保证输送过程的稳定性；支架上对应输料带上输送面正下方位置安装有喷淋机构405，喷淋机构包括罩设在输料带正下方的壳体413，壳体内侧壁上沿输送方向安装有主喷水管414，主喷水管上间隔安装有喷头415，主喷水管通过水泵连416接有水箱，壳体内侧壁上还安装有温度控制器412。本发明专门针对高电量锂电池进行处理，在使用破碎机以及撕碎机处理过程中出现的高温物料可以直接进行输送，防止了原有锂电池处理工艺过程中需要进行预放电处理的问题，提高了整体设备的处理效率；进一步的，在水冷输送机构上还设置有水冷机构、喷淋机构，双重冷却的作用下，保证物料输送过程的安全性；同时撕碎机、破碎机相互搭配使用保证了物料破碎过程的稳定性，便于后序筛分处理。

撕碎机、破碎机的顶部通过引风管道26依次连接有脉冲除尘器一7、引风机一8，引风机一的出风口通过集气管道18连接有废气处理机构，水冷输送机构的出料端与气流分选机的进料端相连，气流分选机5的出气端通过引风机二连接有用于收集隔膜纸的集料器一6，集料器一的出气端依次连接脉冲除尘器一7、引风机一8，气流分选机的出料端连接磁选输送机9、粉碎机10、分析机11，分析机上安装有第一出口和第二出口，第一出口依次连接有集料器二28、脉冲除尘器二19、引风机三20，第二出口依次连接摇摆筛12、研磨机13、集料器三、旋振筛14，摇摆筛、集料器三29的出风端均通过管道连接集料器四、脉冲除尘器二；引风机二、引风机三的出气端通过集气管道连接废气处理机构，废气处理机构包括与集气管道的出风口连接的喷淋塔21，喷淋塔通过干燥器连接有UV光解空气净化器，UV光解空气净化器22连接有引风机四27。

集料器一、集料器二、集料器三、集料器四均采用旋风集料器，脉冲除尘器一、脉冲除尘器二、集料器一、集料器二、集料器三、集料器四的出料端均通过集料管道17连接有集中储料机构，集中储料机构包括固定架，固定架上安装有缓存料仓706、集中料仓702，缓存料仓的进料端与集料管道18的出料端相连，缓存料仓的出料端与集中料仓的进料端之间通过输料管道707连接，集中料仓顶部安装有仓顶除尘器704，集中料仓底部安装有阀门703，固定架上对应集中料仓底部阀门正下方位置安装有地秤705，集中料仓的出风端连接有料风泵701，通过集中储料机构对物料进行集中收集并称量，便于监控物料处理情况。

本实施例提供的锂电池破碎回收生产系统，在分解处理手机板状电池时，以处理钢壳锂电池为例，钢壳锂电池中，外壳为钢壳、正极板为铝箔、负极板为铜箔、正极材料为钴酸锂、负极材料为石墨、隔膜为高分子薄膜、电解液为溶解有六氟磷酸锂的碳酸乙烯酯，将电池投入撕碎机中，废旧手机电池先通过撕碎机进行撕碎，将电池进行拆解撕碎，撕碎机撕碎后的物料通过皮带输送机进入多刀破碎机，由于电池在撕碎过程中容易产生火花，在皮带输送机上安装的氮气保护装置可以对撕碎后的电池进行防护，防止输送过程中出现着火情况。

多刀破碎机将物料进一步粉碎，破碎至2～3cm，破碎过程中隔膜被打散，撕碎机和破碎机在工作时，产生的粉尘通过分别安装在撕碎机和破碎机的管道输送至脉冲除尘器，进行一次过滤，然后通过高压引风机输送至喷淋塔中，进行二次过滤，过滤后经过干燥的气流中还存在小分子的有害气体，经过UV光解空气净化器进行第三次过滤，最后得到完全无害的气体，经过引风机向外排出，该过程中，破碎和撕碎产生的粒径为0.05-0.1mm的石墨粉被喷淋塔I吸收，挥发出的碳酸乙烯酯通过干燥器进入UV光解空气净化器I，分解为二氧化碳和水蒸汽排除，能够有效的降低环境污染；经破碎后的电池通过输送带输送至气流分选机，气流分选机在气流和振动的作用下将粉尘以及经打散的隔膜经引风机输送至隔膜集料器，隔膜集料器中的粉尘输送至脉冲除尘器，进行一次过滤，然后通过高压引风机输送至喷淋塔中，进行二次过滤，过滤后的气流中还存在小分子的有害气体，经过UV光解空气净化器I进行第三次过滤，最后得到完全无害的气体，经过引风机I向外排出，该过程中，气流分选逸出的粒径为0.05-0.1mm的石墨粉被喷淋塔I吸收，挥发出的碳酸乙烯酯通过干燥器进入UV光解空气净化器I，分解为二氧化碳和水蒸汽排除，能够有效的降低环境污染。

破碎机中电池内未被打散的物料也进入磁选输送机，将破碎后的钢壳分离，分离后的物料经粉碎后进入粉碎机中粉碎至20-30目，经粉碎后的物料输送至分析机中，分析机的上端连接有管道，管道将分析机的气流引送至旋风集料器，旋风集料器中的粉尘输送至脉冲除尘器，进行一次过滤，然后通过高压引风机输送至喷淋塔中，进行二次过滤，过滤后的气流中还存在小分子的有害气体，经过UV光解空气净化器进行第三次过滤，最后得到完全无害的气体，经过引风机向外排出，该过程中，气流分选逸出的粒径为0.05-0.1mm的石墨粉被喷淋塔吸收，挥发出的碳酸乙烯酯通过干燥器进入UV光解空气净化器，分解为二氧化碳和水蒸汽排除，能够有效的降低环境污染。

经分析机分选后的物料进入摇摆筛中，摇摆筛为50目，能够将正负极材料筛除，摇摆筛上端连接有管道，管道将分析机的气流引送至集料器，集料器中的粉尘输送至脉冲除尘器，进行一次过滤，然后通过高压引风机输送至喷淋塔中，进行二次过滤，过滤后的气流中还存在小分子的有害气体，经过UV光解空气净化器进行第三次过滤，最后得到完全无害的气体，经过引风机向外排出，过程中，逸出的粒径为0.05-0.1mm的石墨粉被喷淋塔吸收，挥发出的碳酸乙烯酯通过干燥器进入UV光解空气净化器，分解为二氧化碳和水蒸汽排除，能够有效的降低环境污染；经摇摆筛筛分后的物料进入研磨机中，研磨至100目，研磨机上端连接有管道，管道将分析机的气流引送至集料器，集料器中的粉尘输送至脉冲除尘器，进行一次过滤，然后通过高压引风机输送至喷淋塔中，进行二次过滤，过滤后的气流中还存在小分子的有害气体，经过UV光解空气净化器进行第三次过滤，最后得到完全无害的气体，经过引风机向外排出，过程中，逸出的粒径为0.05-0.1mm的石墨粉被喷淋塔吸收，挥发出的碳酸乙烯酯通过干燥器进入UV光解空气净化器，分解为二氧化碳和水蒸汽排除，能够有效的降低环境污染；经研磨的物料进入旋振筛中，筛分，得到粉末，粉末的主体为铜粉、铝粉、石墨粉、钴酸锂粉。实验采用ICP-AES分析实验样品与分离富集产品的金属品位。结果表明：该正负极材料经破碎筛分后，粒径大于0.250 mm的破碎料中铜、铝的品位为92.4%，而粒径小于0.125 mm的破碎料中正负极材料的品位为96.6%，均可直接回收；粒度为0.125~0.250 mm的破碎料中，铜、铝的品位较低，可通过气流分选，操作气流速度为1.00 m/s。实现铜、铝与正负极材料的有效分离回收。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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)

1.一种高电量锂电池破碎回收生产系统，其特征在于：包括机架，所述机架上沿物料输送方向依次相连设置有皮带输送机、撕碎机、破碎机、水冷输送机构、气流分选机、磁选输送机、粉碎机、分析机、摇摆筛、研磨机、集料器三、旋振筛；所述气流分选机的出气端通过引风机一连接有用于收集隔膜纸的集料器二，所述隔膜纸集料器的出气端依次连接有脉冲除尘器一、引风机一，所述分析机上设置有第一出口和第二出口，所述第一出口依次连接有集料器二、脉冲除尘器二、引风机三，所述第二出口依次连接摇摆筛、研磨机、集料器三、旋振筛，所述摇摆筛、集料器三的出风端均通过管道连接集料器四、脉冲除尘器二；所述脉冲除尘器一、脉冲除尘器一、集料器一、集料器二、集料器三、集料器四的出料端均通过集中管道连接有集中储料机构，所述引风机二、引风机三的出气端通过管道连接有废气出料机构。

2.根据权利要求1所述的一种高电量锂电池破碎回收生产系统，其特征在于：所述废气处理机构包括与集成管道的出风口连接的喷淋塔，所述喷淋塔通过干燥器连接有UV光解空气净化器，所述UV光解空气净化器连接有引风机四。

3.根据权利要求1所述的一种高电量锂电池破碎回收生产系统，其特征在于：所述机架上对应皮带输送机位置设置有上料平台，所述皮带输送机包括平直部和倾斜部，所述倾斜部上端与撕碎机的进料端相连。

4.根据权利要求1所述的一种高电量锂电池破碎回收生产系统，其特征在于：所述集中储料机构包括固定架，所述固定架上设置有缓存料仓、集中料仓，所述缓存料仓的进料端与集料管道的出料端相连，所述缓存料仓的出料端与集中料仓的进料端之间通过管道连接，所述集中料仓顶部设置有仓顶除尘器，所述集中料仓底部设置有阀门，所述固定架上对应集中料仓底部阀门正下方位置设置有地秤，所述集中料仓的出风端连接有料风泵。

5.根据权利要求1所述的一种高电量锂电池破碎回收生产系统，其特征在于：所述撕碎机、破碎机通过管道依次连接有脉冲除尘器二、引风机二，所述引风机二的出风口连接废气处理机构。

6.根据权利要求1所述的一种高电量锂电池破碎回收生产系统，其特征在于：所述集料器一、集料器二、集料器三、集料器四均采用旋风集料器。

7.根据权利要求1所述的一种高电量锂电池破碎回收生产系统，其特征在于：所述水冷输送机构包括支架、主动辊、从动辊、输料带，所述主动辊、从动辊对称设置在支架两端位置，所述输料带缠卷在主动辊、从动辊上，所述主动辊连接有驱动电机，所述支架上对应输料带上输送面正下方位置设置有水冷机构，所述水冷机构包括设置在支架上的水冷槽，所述输料带的上输送带面设置在水冷槽内所述水冷槽内蓄装有冷却水。

8.根据权利要求1所述的一种高电量锂电池破碎回收生产系统，其特征在于：所述支架上对应输料带上输送面正下方位置设置有喷淋机构，所述喷淋机构包括罩设在输料带正下方的壳体，所述壳体内侧壁上沿输送方向设置有主喷水管，所述主喷水管上间隔设置有喷头，所述主喷水管通过抽液泵连接有水箱，所述壳体内侧壁上还设置有温度控制器。

9.根据权利要求1所述的一种高电量锂电池破碎回收生产系统，其特征在于：所述撕碎机的出料口安装位置高于破碎机的进料口安装位置，所述撕碎机的出料口与破碎机的进料口直接相连。

10.根据权利要求1所述的一种高电量锂电池破碎回收生产系统，其特征在于：所述输料带采用输料钢带，所述支架上对应输料钢带上输送面正下方位置设置有支撑肋板。

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