CN112121978A - 一种极片破碎分选的处理工艺以及处理设备 - Google Patents

一种极片破碎分选的处理工艺以及处理设备 Download PDF

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Abstract

本发明属于电池回收处理技术领域，特指一种极片破碎分选的处理工艺以及处理设备，包括有以下步骤：A、电池极片废料的粗破碎；B、第一次振动运输；C、电池极片废料的细破碎；D、第二次振动运输；E、电池极片废料的磨粉破碎；F、电池极片废料的分离。本发明在电池极片废料各个破碎过程中均对黑粉进行有效回收，大幅度提高黑粉的回收率，减少黑粉在铝粒的掺杂比例，其借助黑粉与铝的物理密度差异，在每一环节均通过负压方式对从电池极片废料中脱离下来的黑粉进行回收，其分选效果高，最终能够回收得到较高纯度的黑粉与铝粒。

Description

一种极片破碎分选的处理工艺以及处理设备
技术领域：
本发明属于电池回收处理技术领域，特指一种极片破碎分选的处理工艺以及处理设备。
背景技术：
电池的种类很多，常用电池的有干电池、蓄电池，以及体积小的微型电池。而随着近年来新能源汽车发展趋势强劲，作为新能源汽车动力核心的动力电池的报废标准是电池容量低于80％，这也就意味着新能源汽车在行驶3～5年就要更换一次动力电池。其中，2020年纯电动乘用车和混合动力乘用车的动力电池报废量将达到17万吨，因此，废弃动力电池的回收利用已成为行业关注的焦点。
现有中国发明专利申请文件(申请公布号：CN100514745C)所公开的一种废弃电池的控制破碎回收方法及其系统，其包括有以下步骤：对废弃电池进行分选归类，收集得到废弃锂离子电池；利用废弃电池破壳机对锂离子电池的外壳进行破壳、收集得到锂离子电池的内容物；将收集得到的锂离子电池内容物经过物理分选，收集得到铝质正极片及附着其上的正极活性涂层；将铝质正极片及附着其上的正极活性涂层送入废弃电池的控制破碎装置进行控制破碎，收集得到铝质颗粒和正极粉末的混合物；将铝质颗粒和正极粉末的混合物进行精细过筛分选，分别得到的铝质颗粒和正极粉末。
然而，上述方式仅仅是对极片中的铝粒与正极粉末进行简单的破碎分选，而其得到的铝粒与正极粉末的纯度相对不高，无法分离出高纯度的铝与正负极粉(即黑粉，又名镍钴锰粉，其含有镍、钴、锰等金属)。
发明内容：
本发明的目的是提供一种能够在电池极片废料逐级破碎中均对黑粉进行回收，可有效分离出较高纯度的黑粉与铝粒的极片破碎分选的处理工艺及其处理设备。
本发明是这样实现的：
极片破碎分选的处理工艺，包括以下步骤：
A、电池极片废料的粗破碎：将电池极片废料放入双轴撕碎机的进料口处，由双轴撕碎机对电池极片废料进行粗破碎，并且，粗破碎后的电池极片废料的尺寸为4-6cm；
B、第一次振动运输：将粗破碎后的电池极片废料放置在振动给料机中向前输送给细破碎机，并在输送过程中，从电池极片废料中被振出的黑粉被负压吸入到旋风下料器中进行回收；
C、电池极片废料的细破碎：由细破碎机对电池极片废料进行细破碎，并且，细破碎后的电池极片废料的尺寸小于等于1cm；
D、第二次振动运输：将细破碎后的电池极片废料放置在振动给料机中向前输送给磨粉机，并在输送过程中，从电池极片废料中被振出的黑粉被负压吸入到旋风下料器中进行回收；
E、电池极片废料的磨粉破碎：由磨粉机对电池极片废料进行磨粉破碎，并且磨粉破碎后的电池极片废料的尺寸小于等于1mm；
F、电池极片废料的分离：经磨粉破碎后的电池极片废料在分级机中，其尺寸较细的黑粉从分级机的细粉出料口被负压吸入到旋风下料器中进行回收，尺寸较粗的铝粒从分级机的粗粉出料口排出。
本发明提供了一种极片破碎分选的处理设备，包括有进料口用于接收电池极片废料的双轴撕碎机，双轴撕碎机的出料口与第一振动给料机的进料端位置相对应，第一振动给料机的出料端与细破碎机的进料口位置相对应，细破碎机的出料口与第二振动给料机的进料端位置相对应，第二振动给料机的出料端与磨粉机的进料口相连通，磨粉机的出料口与分级机的进料口连通，分级机的细粉出料口与第一旋风下料器的进气口连通、粗粉出料口为铝粒的排放通道，第一振动给料机以及第二振动给料机的除尘口均与第二旋风下料器的进气口连通，第一旋风下料器与第二旋风下料器的排尘口均为黑粉的排放通道。
在上述的一种极片破碎分选的处理设备中，所述第二振动给料机的出料端与第三旋风下料器的进气口连通，第三旋风下料器的排尘口与磨粉机的进料口相连通。
在上述的一种极片破碎分选的处理设备中，所述第三旋风下料器的排气口与第一风机的进气口连通，第一风机的出气口与第二旋风下料器的进气口连通。
在上述的一种极片破碎分选的处理设备中，所述第一振动给料机或第二振动给料机内从上至下设置上振动层与下振动层，第一振动给料机或第二振动给料机的进料端与出料端均设置在上振动层上，上振动层与下振动层之间设置有筛网，下振动层与第二旋风下料器的进气口连通。
在上述的一种极片破碎分选的处理设备中，所述第一旋风下料器的排气口与第一脉冲除尘器的进气口连通，第一脉冲除尘器的出气口与第二风机的进风口连通，第二风机的排风口与外界烟囱连通。
在上述的一种极片破碎分选的处理设备中，所述第二旋风下料器的排气口与第二脉冲除尘器的进气口连通，第二脉冲除尘器的出气口与第三风机的进风口连通，第三风机的排风口与外界烟囱连通。
在上述的一种极片破碎分选的处理设备中，所述第二脉冲除尘器的出气口与第三风机的进风口之间设置有活性炭过滤器。
在上述的一种极片破碎分选的处理设备中，所述细破碎机为锤式破碎机。
在上述的一种极片破碎分选的处理设备中，所述磨粉机内设置有粉碎腔，磨粉机的进料口以及出料口均与粉碎腔连通、且磨粉机的进料口内设置有螺旋输送机，粉碎腔内设置有定刀以及周向转动的动刀，位于磨粉机的出料口与定刀以及动刀之间的粉碎腔内设置有周向转动的分级叶轮。
本发明相比现有技术突出的优点是：
本发明在电池极片废料各个破碎过程中均对黑粉进行有效回收，大幅度提高黑粉的回收率，减少黑粉在铝粒的掺杂比例，其借助黑粉与铝的物理密度差异，在每一环节均通过负压方式对从电池极片废料中脱离下来的黑粉进行回收，其分选效果高，最终能够回收得到较高纯度的黑粉与铝粒。
附图说明：
图1是本发明的极片破碎分选的处理设备的流程图；
图2是本发明的极片破碎分选的处理设备的结构示意图。
图中：1、双轴撕碎机；2、第一振动给料机；3、细破碎机；4、第二振动给料机；5、磨粉机；6、分级机；7、第一旋风下料器；8、第二旋风下料器；9、第三旋风下料器；10、第一风机；11、第一脉冲除尘器；12、第二风机；13、第二脉冲除尘器；14、第三风机；15、活性炭过滤器。
具体实施方式：
下面以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1—2：
极片破碎分选的处理工艺，包括以下步骤：
A、电池极片废料的粗破碎：将电池极片废料放入双轴撕碎机的进料口处，由双轴撕碎机对电池极片废料进行粗破碎，并且，粗破碎后的电池极片废料的尺寸为4-6cm；
B、第一次振动运输：将粗破碎后的电池极片废料放置在振动给料机中向前输送给细破碎机，并在输送过程中，从电池极片废料中被振出的黑粉被负压吸入到旋风下料器中进行回收；
C、电池极片废料的细破碎：由细破碎机对电池极片废料进行细破碎，并且，细破碎后的电池极片废料的尺寸小于等于1cm；
D、第二次振动运输：将细破碎后的电池极片废料放置在振动给料机中向前输送给磨粉机，并在输送过程中，从电池极片废料中被振出的黑粉被负压吸入到旋风下料器中进行回收；
E、电池极片废料的磨粉破碎：由磨粉机对电池极片废料进行磨粉破碎，并且磨粉破碎后的电池极片废料的尺寸小于等于1mm；
F、电池极片废料的分离：经磨粉破碎后的电池极片废料在分级机中，其尺寸较细的黑粉从分级机的细粉出料口被负压吸入到旋风下料器中进行回收，尺寸较粗的铝粒从分级机的粗粉出料口排出。
并且在本实施例中，本发明提供了一种极片破碎分选的处理设备，可参见说明书附图图1与图2所述，包括有进料口用于接收电池极片废料的双轴撕碎机1，其进料口与输送机的出料端位置相对应，其操作者将电池极片废料放置在输送机的进料端上，由输送机将电池极片废料输送到双轴撕碎机1的进料口处，而双轴撕碎机1的出料口与第一振动给料机2的进料端位置相对应，第一振动给料机2的出料端与细破碎机3的进料口位置相对应，细破碎机3的出料口与第二振动给料机4的进料端位置相对应，第二振动给料机4的出料端与磨粉机5的进料口相连通，磨粉机5的出料口与分级机6的进料口连通，分级机6的细粉出料口与第一旋风下料器7的进气口连通、粗粉出料口为铝粒的排放通道，第一振动给料机2以及第二振动给料机4的除尘口均与第二旋风下料器8的进气口连通，第一旋风下料器7与第二旋风下料器8的排尘口均为黑粉的排放通道。
其借助第二旋风下料器8使得电池极片废料在第一振动给料机2与第二振动给料机4中均处于负压状态，而电池极片废料在分别经过双轴撕碎机1与细破碎机3的破碎处理后，会有大量的黑粉从电池极片废料中脱离出来，同时，在第一振动给料机2与第二振动给料机4运输电池废料过程中，也会将部分黑粉从电池极片废料中振出，而这些黑粉则能够在负压的作用下被有效吸入第二旋风下料器8中进行回收。
更进一步，考虑到电池极片废料经细破碎机3的破碎加工后已变成细小的电池极片废料，为了使得其能够有效被输送至磨粉机5的进料口处，所述第二振动给料机4的出料端与第三旋风下料器9的进气口连通，第三旋风下料器9的排尘口与磨粉机5的进料口相连通。
与此同时，为了能够更进一步对黑粉进行回收，避免部分黑粉从第三旋风下料器9的排气口被排出而无法回收，所述第三旋风下料器9的排气口与第一风机10的进气口连通，第一风机10的出气口与第二旋风下料器8的进气口连通。
在本实施例中，所述第一振动给料机2或第二振动给料机4内从上至下设置上振动层与下振动层，第一振动给料机2或第二振动给料机4的进料端与出料端均设置在上振动层上，上振动层与下振动层之间设置有筛网，下振动层与第二旋风下料器8的进气口连通。其电池极片废料在第一振动给料机2或第二振动给料机4的上振动层中向前运输时，电池极片废料内会有部分黑粉掉落下来，而掉落下来的黑粉通过筛网进入下振动层上，最后被第二旋风下料器8吸走。
此外，与上述同理，为了避免黑粉从第一旋风下料器7的排气口被排出而无法回收，所述第一旋风下料器7的排气口与第一脉冲除尘器11的进气口连通，第一脉冲除尘器11的出气口与第二风机12的进风口连通，第二风机12的排风口与外界烟囱连通。其中，第一脉冲除尘器11内设置有布袋，第一旋风下料器7的排气口排出来的气流以及部分黑粉进入到布袋后，黑粉会被布袋分离出来，而被过滤的气流则通过外界烟囱排出。
更进一步，所述第二旋风下料器8的排气口与第二脉冲除尘器13的进气口连通，第二脉冲除尘器13的出气口与第三风机14的进风口连通，第三风机14的排风口与外界烟囱连通。即与上述同理，第二脉冲除尘器13内也同样设置有布袋，第二旋风下料器8的排气口排出来的气流以及部分黑粉进入到布袋后，黑粉会被布袋分离出来，而被过滤的气流则通过外界烟囱排出。
除此之外，为了避免直接向外界排放的气体对环境造成影响，所述第二脉冲除尘器13的出气口与第三风机14的进风口之间设置有活性炭过滤器15。
在本实施例中，所述细破碎机3为锤式破碎机。
而磨粉机5采用的具体结构为：所述磨粉机5内设置有粉碎腔，磨粉机5的进料口以及出料口均与粉碎腔连通、且磨粉机5的进料口内设置有螺旋输送机，粉碎腔内设置有定刀以及周向转动的动刀，位于磨粉机5的出料口与定刀以及动刀之间的粉碎腔内设置有周向转动的分级叶轮。即通过动刀与定刀的相对运动对电池极片废料进行破碎研磨、使其变成小颗粒状，而分级叶轮的旋转能够有效阻止尺寸大于1mm的电池废料颗粒进入到分级机6中。
在本实施例中，极片破碎分选的处理设备的具体工作流程：
一、将电池极片废料放置在输送机的进料端处，由输送机将电池极片废料运输至其出料端、并落入双轴撕碎机1上。
二、由双轴撕碎机1对电池极片废料进行粗破碎加工、进而得到尺寸为4-6cm的电池极片废料，并将电池极片废料落入到第一振动给料机2上。
三、电池极片废料在第一振动给料机2中向前输送给细破碎机3，并在输送过程中，从电池极片废料中被振出的部分黑粉在负压下从其除尘口处被吸入第二旋风下料器8中。
四、由细破碎机3对电池极片废料进行细破碎加工、进而得到尺寸小于等于1cm的电池极片废料，并将电池极片废料落入到第二振动给料机4上。
五、电池极片废料在第二振动给料机4中向前输送至出料端，并在输送过程中，从电池极片废料中被振出的部分黑粉在负压下从其除尘口处被吸入第二旋风下料器8中。
六、由第三旋风下料器9吸入第二振动给料机4出料端上的电池极片废料，并从其排尘口将电池极片废料输送给磨粉机5中，而小部分黑粉则从第三旋风下料器9的排气口被吸入到第二旋风下料器8中；
七、由磨粉机5对电池极片废料进行磨粉破碎加工、进而得到尺寸小于等于1mm的电池极片废料，并将电池极片废料输送给分级机6。
八、在分级机6中，尺寸较细的黑粉从分级机6的细粉出料口被负压吸入到第一旋风下料器7中进行回收，尺寸较粗的铝粒则从分级机6的粗粉出料口排出。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例之一，并非以此限制本发明的实施范围，故：凡依本发明的形状、结构、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种极片破碎分选的处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、电池极片废料的粗破碎：将电池极片废料放入双轴撕碎机的进料口处，由双轴撕碎机对电池极片废料进行粗破碎，并且，粗破碎后的电池极片废料的尺寸为4-6cm；
B、第一次振动运输：将粗破碎后的电池极片废料放置在振动给料机中向前输送给细破碎机，并在输送过程中，从电池极片废料中被振出的黑粉被负压吸入到旋风下料器中进行回收；
C、电池极片废料的细破碎：由细破碎机对电池极片废料进行细破碎，并且，细破碎后的电池极片废料的尺寸小于等于1cm；
D、第二次振动运输：将细破碎后的电池极片废料放置在振动给料机中向前输送给磨粉机，并在输送过程中，从电池极片废料中被振出的黑粉被负压吸入到旋风下料器中进行回收；
E、电池极片废料的磨粉破碎：由磨粉机对电池极片废料进行磨粉破碎，并且磨粉破碎后的电池极片废料的尺寸小于等于1mm；
F、电池极片废料的分离：经磨粉破碎后的电池极片废料在分级机中，其尺寸较细的黑粉从分级机的细粉出料口被负压吸入到旋风下料器中进行回收，尺寸较粗的铝粒从分级机的粗粉出料口排出。
2.一种极片破碎分选的处理设备，其特征在于：包括有进料口用于接收电池极片废料的双轴撕碎机(1)，双轴撕碎机(1)的出料口与第一振动给料机(2)的进料端位置相对应，第一振动给料机(2)的出料端与细破碎机(3)的进料口位置相对应，细破碎机(3)的出料口与第二振动给料机(4)的进料端位置相对应，第二振动给料机(4)的出料端与磨粉机(5)的进料口相连通，磨粉机(5)的出料口与分级机(6)的进料口连通，分级机(6)的细粉出料口与第一旋风下料器(7)的进气口连通、粗粉出料口为铝粒的排放通道，第一振动给料机(2)以及第二振动给料机(4)的除尘口均与第二旋风下料器(8)的进气口连通，第一旋风下料器(7)与第二旋风下料器(8)的排尘口均为黑粉的排放通道。
3.根据权利要求2所述的一种极片破碎分选的处理设备，其特征在于：所述第二振动给料机(4)的出料端与第三旋风下料器(9)的进气口连通，第三旋风下料器(9)的排尘口与磨粉机(5)的进料口相连通。
4.根据权利要求3所述的一种极片破碎分选的处理设备，其特征在于：所述第三旋风下料器(9)的排气口与第一风机(10)的进气口连通，第一风机(10)的出气口与第二旋风下料器(8)的进气口连通。
5.根据权利要求2所述的一种极片破碎分选的处理设备，其特征在于：所述第一振动给料机(2)或第二振动给料机(4)内从上至下设置上振动层与下振动层，第一振动给料机(2)或第二振动给料机(4)的进料端与出料端均设置在上振动层上，上振动层与下振动层之间设置有筛网，下振动层与第二旋风下料器(8)的进气口连通。
6.根据权利要求2所述的一种极片破碎分选的处理设备，其特征在于：所述第一旋风下料器(7)的排气口与第一脉冲除尘器(11)的进气口连通，第一脉冲除尘器(11)的出气口与第二风机(12)的进风口连通，第二风机(12)的排风口与外界烟囱连通。
7.根据权利要求2或4所述的一种极片破碎分选的处理设备，其特征在于：所述第二旋风下料器(8)的排气口与第二脉冲除尘器(13)的进气口连通，第二脉冲除尘器(13)的出气口与第三风机(14)的进风口连通，第三风机(14)的排风口与外界烟囱连通。
8.根据权利要求7所述的一种极片破碎分选的处理设备，其特征在于：所述第二脉冲除尘器(13)的出气口与第三风机(14)的进风口之间设置有活性炭过滤器(15)。
9.根据权利要求2所述的一种极片破碎分选的处理设备，其特征在于：所述细破碎机(3)为锤式破碎机。
10.根据权利要求2所述的一种极片破碎分选的处理设备，其特征在于：所述磨粉机(5)内设置有粉碎腔，磨粉机(5)的进料口以及出料口均与粉碎腔连通、且磨粉机(5)的进料口内设置有螺旋输送机，粉碎腔内设置有定刀以及周向转动的动刀，位于磨粉机(5)的出料口与定刀以及动刀之间的粉碎腔内设置有周向转动的分级叶轮。
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