CN112828011A - 一种处理废旧锂电池铜铝料的方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于废旧锂离子电池回收技术领域，提供一种处理废旧锂电池铜铝料的方法和应用，该方法是将废旧锂电池铜铝料进行静电分选和磁选，得到不含非金属物料和钢壳的铜铝料，然后对铜铝料进行粉碎、筛分，得到铜铝渣和电池粉，最后将铜铝渣通过摇床分离出铜渣和铝渣。本发明全程利用物理方法处理铜铝料，有效回收了废旧锂电池铜铝料中的有价金属，回收的金属铜、金属铝、钢壳可以直接出售，回收的非金属物料、镍钴料可用于后续处理再次回收其有价金属，全程未加入任何化学试剂，无污染产生，无废气排放，满足现工业的环境友好，低成本，低能耗，资源高利用的工艺要求，适用工业生产。
Description
技术领域
本发明涉及废旧锂离子电池回收技术领域，特别是涉及一种处理废旧锂电池铜铝料的方法和应用。
背景技术
锂离子电池是一种环保型的可循环使用电池，具有能量密度高、重量轻、体积小、循环寿命长、无记忆性等特点。目前市场上主要分布18650电池、软包电池、动力电池三类，它们主要由隔膜纸、外壳、正负极片及电解液构成，其中正负极片富含大量有价金属，在处理过程中需加以回收利用，减少环境污染及资源浪费。
目前锂电池在通过干法破碎工艺处理过程中主要得到铜铝料、隔膜纸及电池粉，但产物铜铝料中会混有大量的电池粉、钢壳，隔膜纸、铜渣、铝渣及硬颗粒镍钴料，如果不进行有效处理不仅会造成资源的浪费，还会造成环境污染。因此，处理废旧锂电池铜铝料回收其有价金属就变得尤为重要。
现有工业处理锂电池铜铝料方法主要是酸洗法；它通过酸洗将有价金属进行回收，该法处理效果明显但有有毒气体产生，且处理成本高、流程复杂，后续对酸液中溶解的金属铝进行再次分离较困难，不利工业生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种处理废旧锂电池铜铝料的方法和应用，该方法全程利用物理方法处理铜铝料，未加入任何化学试剂，无污染产生，无废气排放，满足现工业的环境友好，低成本，低能耗，资源高利用的工艺要求，适用工业生产。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种处理废旧锂电池铜铝料的方法，包括以下步骤：
(1)将废旧锂电池铜铝料进行静电分选和磁选，得到不含非金属物料和钢壳的铜铝料；
(2)对所述铜铝料进行粉碎、筛分，得到铜铝渣和电池粉；
(3)将所述铜铝渣通过摇床分离出铜渣和铝渣。
优选地，步骤(1)中，所述静电分选采用静电分选机，所述静电分选机内的温度为40～60℃，鼓筒的转速为20～40r/min。
优选地，步骤(1)中，经过静电分选后得到的非金属物料采用焚烧法回收有价金属。
优选地，步骤(1)中，所述磁选采用半逆流磁选机，磁场的强度400～800Gs。
优选地，步骤(2)中，所述粉碎采用刀片式粉碎机，刀片式粉碎机的筛网目数为5～20目。
优选地，步骤(2)中，所述筛分采用圆振动筛，圆振动筛的筛网目数80～120目。
优选地，步骤(2)中，所述电池粉可制浆浸出，回收其有价金属，具体是将电池粉制得质量浓度为50-60％的浆料，向浆料加入稀酸，并加入还原剂进行还原浸出，调节pH至酸性，得到浸出液。
更优选地，所述稀酸为1mol/L硫酸，所述还原剂为双氧水或亚硫酸钠，所述调pH至酸性是将pH调至1.5-2.0。
优选地，步骤(3)中，所述摇床为6-S摇床，给矿浓度为18～25％。
优选地，步骤(3)中，分离出铜渣和铝渣以后还包括以下纯化工序：将分离出的铜渣与铝渣分别进行磁选，将磁选得到的镍钴料混入电池粉中进行制浆浸出，回收其有价金属。
优选地，步骤(3)中，对铜渣与铝渣进行磁选采用平板式强磁机，磁场强度10000～14000Gs。
本发明还提供一种所述的方法在处理废旧电池中的应用。
本发明的处理原理：
将废旧铜铝料进行静电分选，再进行磁选，或者先进行磁选，再进行静电分选，得到不含非金属物料及钢壳的铜铝料；再将得到不含非金属物料及钢壳的铜铝料进行粉碎、筛分得到筛上物铜铝渣、筛下物电池粉；筛上物铜铝渣通过摇床分离出铜渣与铝渣；由于铜铝料经粉碎、摇选后会有部分硬颗粒镍钴料混在金属铜、金属铝中，需要高磁场强度进行进一步回收和纯化，因此将分离的铜渣与铝渣各进行磁选，分别得到金属铜、金属铝、镍钴料；利用物料电性差异将非金属物料从原料中分离；利用密度差异将金属铜与金属铝分离；再利用磁性差异将钢壳、镍钴料分离，有效回收了铜铝料中的有价金属。
本发明的优点：
本发明全程利用物理方法处理铜铝料，有效回收了废旧锂电池铜铝料中的有价金属，回收的金属铜、金属铝、钢壳可以直接出售，回收的非金属物料、镍钴料可用于后续处理再次回收其有价金属，全程未加入任何化学试剂，无污染产生，无废气排放，满足现工业的环境友好，低成本，低能耗，资源高利用的工艺要求，适用工业生产。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了对本发明进行深入的理解，下面结合实例对本发明优选实验方案进行描述，以进一步的说明本发明的特点和优点，任何不偏离本发明主旨的变化或者改变能够为本领域的技术人员理解，本发明的保护范围由所属权利要求范围确定。
实施例1
一种处理废旧锂电池铜铝料的方法，包括以下步骤：
(1)取金属含量为铜53.01％、铝9.58％、镍5.91％、钴10.46％的废旧铜铝料，投入高压静电分选机(国邦XDF-250×200)中进行分选，机内温度40℃、鼓筒转速30r/min，分离出非金属物料，将分选后的铜铝料再投入半逆流式磁滚筒，磁场强度500Gs，磁选出钢壳；
(2)将磁选后的铜铝料投入刀片式粉碎机中粉碎，筛网目数选用5目；
(3)将粉碎后的铜铝料选用圆振动筛进行筛分，筛网选用80目，得到筛上物铜铝渣，筛下物电池粉；
(4)将筛上物铜铝渣投入6-S摇床中分选，给矿浓度20％，得到铜渣与铝渣；筛下物电池粉按液固比1:1制浆打入浸出，后续回收其有价金属；
(5)将分选出的铜渣、铝渣分别投入平板式强磁机中，磁场强度12000Gs，得到干净的金属铜、金属铝、镍钴料；
(6)镍钴料加入电池粉中按液固比1:1制浆打入浸出，后续回收其有价金属；
经上述步骤处理得到非金属物料、钢壳、金属铜、金属铝、镍钴料及电池粉，各物质的金属含量情况如表1所示：
表1
钢壳、金属铜及金属铝可直接售出，非金属物料利用焚烧法得到有价金属，后续可与电池粉一样通过湿法浸出回收其有价金属，金属铜与金属铝的分离率为93.8％。
实施例2
一种处理废旧锂电池铜铝料的方法，包括以下步骤：
(1)取金属含量为铜53.01％、铝9.58％、镍5.91％、钴10.46％的废旧铜铝料，投入高压静电分选机(国邦XDF-250×200)中进行分选，机内温度50℃、鼓筒转速30r/min，分离出非金属物料，将分选后的铜铝料再投入半逆流式磁滚筒，磁场强度600Gs，磁选出钢壳；
(2)将磁选后的铜铝料投入刀片式粉碎机中粉碎、筛网目数选用10目；
(3)将研磨后的铜铝料选用圆振动筛进行筛分，筛网选用100目，得到筛上物铜铝渣，筛下物电池粉；
(4)将筛上物铜铝渣投入6-S摇床中分选，给矿浓度22％，得到铜渣与铝渣；筛下物电池粉按液固比1:1制浆打入浸出，后续回收其有价金属；
(5)将分选出的铜渣、铝渣分别投入平板式强磁机中，磁场强度11000Gs，得到干净的金属铜、金属铝、镍钴料；
(6)镍钴料加入电池粉中按液固比1:1制浆打入浸出，后续回收其有价金属；
经上述步骤处理得到非金属物料、钢壳、金属铜、金属铝、镍钴料及电池粉，各物质的金属含量情况如表2所示：
表2
钢壳、金属铜及金属铝可直接售出，非金属物料利用焚烧法得到有价金属，后续可与电池粉一样通过湿法浸出回收其有价金属，金属铜与金属铝的分离率94.2％。
实施例3
一种处理废旧锂电池铜铝料的方法，包括以下步骤：
(1)取金属含量为铜53.01％、铝9.58％、镍5.91％、钴10.46％的废旧铜铝料，投入高压静电分选机(国邦XDF-250×200)中进行分选，机内温度40℃、鼓筒转速40r/min，分离出非金属物料，将分选后的铜铝料再投入半逆流式磁滚筒，磁场强度700Gs，磁选出钢壳；
(2)将磁选后的铜铝料投入刀片式粉碎机中粉碎、筛网目数选用10目；
(3)将粉碎后的铜铝料选用圆振动筛进行筛分，筛网选用120目，得到筛上物铜铝渣，筛下物电池粉；
(4)将筛上物铜铝渣投入6-S摇床中分选，给矿浓度25％，得到铜渣与铝渣；筛下物电池粉按液固比1:1制浆打入浸出，后续回收其有价金属；
(5)将分选出的铜渣、铝渣分别投入平板式强磁机中，磁场强度13000Gs，得到干净的金属铜、金属铝、镍钴料；
(6)镍钴料加入电池粉中按液固比1:1制浆打入浸出，后续回收其有价金属；
经上述步骤处理得到非金属物料、钢壳、金属铜、金属铝、镍钴料及电池粉，各物质的金属含量情况如表3所示：
表3
| 铜 | 铝 | 镍 | 钴 | |
| 非金属物料 | 0.14％ | 0.36％ | 5.14％ | 8.23％ |
| 钢壳 | 1.75％ | 0.94％ | 0.42％ | 0.7.％ |
| 金属铜 | 96.42％ | 1.88％ | 0.12％ | 0.51％ |
| 金属铝 | 5.66％ | 91.93％ | 0.62％ | 0.71％ |
| 电池粉 | 2.14％ | 1.74％ | 14.22％ | 20.08％ |
钢壳、金属铜及金属铝可直接售出，非金属物料利用焚烧法得到有价金属，后续可与电池粉一样通过湿法浸出回收其有价金属，金属铜与金属铝的分离率93.7％。
以上对本发明提供的处理废旧锂电池铜铝料的方法和应用进行了详细的介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。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的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。
Claims (10)
1.一种处理废旧锂电池铜铝料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将废旧锂电池铜铝料进行静电分选和磁选，得到不含非金属物料和钢壳的铜铝料；
(2)对所述铜铝料进行粉碎、筛分，得到铜铝渣和电池粉；
(3)将所述铜铝渣通过摇床分离出铜渣和铝渣。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述静电分选采用静电分选机，所述静电分选机内的温度为40～60℃，鼓筒的转速为20～40r/min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，经过静电分选后得到的非金属物料采用焚烧法回收有价金属。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述磁选采用半逆流磁选机，磁场的强度400～800Gs。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述粉碎采用刀片式粉碎机，所述刀片式粉碎机的筛网目数为5～20目。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述筛分采用圆振动筛，圆振动筛的筛网目数80～120目。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述摇床为6-S摇床，给矿浓度为18～25％。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，分离出铜渣和铝渣以后还包括以下纯化工序：将分离出的铜渣与铝渣分别进行磁选，将磁选得到的镍钴料进行制浆浸出，回收其有价金属。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，对铜渣与铝渣进行磁选采用平板式强磁机，磁场强度10000～14000Gs。
10.权利要求1-9任一项所述的方法在处理废旧电池中的应用。
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