CN114050339A - 一种废弃动力锂电池干法回收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废弃动力锂电池干法回收装置，包括破碎回收机构、喷洗机构和干燥机构，喷洗机构包括喷洗箱、过滤箱、吸水泵、储水箱和喷水泵，喷洗箱上设投放斗，喷洗箱内设若干根圆杆，圆杆相互平行且位于同一倾斜平面内，在圆杆两端的位置均设有弹性缓冲座，所有圆杆通过弹性缓冲座可转动安装，在其中一个弹性缓冲座上设有驱动圆杆转动的驱动件以及带动圆杆振动的振动件，喷洗箱内顶部设有喷嘴，喷洗箱底端通过管道与过滤箱、吸水泵、储水箱、喷水泵、喷嘴依次连通。该干法回收装置可对废弃动力锂电池预先进行喷洗和干燥，高效清理掉电池表面的泥土杂质，为后续的干法破碎回收提供保证；且在喷洗时可将污水回收再利用，有助于节约水资源。

Description

一种废弃动力锂电池干法回收装置
技术领域
本发明涉及电池回收技术领域，具体涉及一种废弃动力锂电池干法回收装置。
背景技术
锂离子电池，简称“锂电池”。目前，随着新能源汽车的发展，动力锂电池的应用非常广泛，需求量强劲。动力锂电池的用量大，但是废弃动力锂电池对环境影响的风险也大。锂电池含镍、锰、砷等多种金属物质，是各类电池中包含毒害性物质最多的电池，具有很强的腐蚀性和污染性，通过与大城市生活垃圾混合填埋，经过大自然的物理化学作用，电池外壳被腐蚀脱落后其内部的金属物质及电解液泄露流出，进入土壤与水体后，对大气、水、土壤造成严重的污染也对资源造成极大的浪费，如Zn、Cd、Mn的氧化物在土壤的长期作用下发生化学反应，生成锌锰酸式盐，由于其溶于水，随液体逐渐渗入地下，从而污染地下饮用水；此外，由于金属的迁移累积过程，通过食物链进入人体，其中一些金属物质在人体的某些器官中累积而形成慢性中毒，锂电池中含有多种此类金属。
目前，针对动力锂电池的干法回收处理主要是机械破碎分选法，即通过物理机械方法将废旧锂电池拆开后，经分离得到铜箔、铝箔、电极粉等有利用价值的材料。然而，回收得到的废弃电池一般较脏，表面黏附有大量的尘土杂质，现有的干法回收处理设备不能对这些尘土杂质进行有效的预处理，导致对后面的破碎、分选等过程造成极大的不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废弃动力锂电池干法回收装置，其解决了现有干法回收处理设备不能对废弃动力锂电池进行尘土杂质预清理的缺陷。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种废弃动力锂电池干法回收装置，包括破碎回收机构，还包括喷洗机构和干燥机构，废弃动力锂电池经喷洗机构喷洗后，再由干燥机构干燥，最后由破碎回收机构进行干法回收；
其中，所述喷洗机构包括喷洗箱、过滤箱、吸水泵、储水箱和喷水泵，所述喷洗箱上设有投放斗，喷洗箱内设有若干根圆杆，所述圆杆相互平行排列且位于同一倾斜平面内，圆杆较高一端位于投放斗下方，较低一端延伸至干燥机构输入口，且在圆杆两端的位置均设有弹性缓冲座，所有圆杆通过弹性缓冲座可转动安装，在其中一个弹性缓冲座上设有用于驱动所有圆杆转动的驱动件，以及用于带动圆杆振动的振动件，所述喷洗箱的内顶部设有喷嘴，喷洗箱的底端通过管道与过滤箱、吸水泵、储水箱、喷水泵、喷嘴依次连通。
进一步改进在于，所述圆杆的倾斜角度为5°-10°，相邻圆杆之间的间隙宽度小于锂电池的直径。
进一步改进在于，所述弹性缓冲座由底板、支撑弹簧和安装板组成，所述底板通过支撑弹簧连接在喷洗箱箱壁上，所述安装板设于底板上，所述圆杆的两端通过安装板可转动安装。
进一步改进在于，位于所述圆杆较高一端弹性缓冲座的安装板上开设有与圆杆一一对应的穿孔，圆杆的端部活动贯穿穿孔，位于所述圆杆较低一端弹性缓冲座的安装板顶部形成有与圆杆一一对应的半圆槽，圆杆的端部活动搭接在半圆槽内。
进一步改进在于，所述过滤箱内形成有污水通道，所述污水通道的外侧壁上可转动安装有过滤网，所述过滤网的中心位置开设有缺口，所述缺口内嵌装有扇叶，过滤网的部分网面伸入污水通道内形成拦截，用于对正向穿过过滤网的污水中泥土杂质进行过滤，所述污水通道在过滤网的后端分为主通道和副通道，所述副通道先连接正向穿过所述缺口，用于在污水经过缺口时带动扇叶以及过滤网转动，再连接反向穿过过滤网的剩余部分网面，用于在污水经过网面时清理网面上的泥土杂质，最后与主通道合并引出。
进一步改进在于，所述副通道在穿过过滤网剩余部分网面的位置处形成有缓速腔，所述缓速腔的流通截面积大于副通道其他位置的流通截面积，缓速腔用于收集清理下来的泥土杂质。
进一步改进在于，所述缓速腔的顶端设有开合盖，缓速腔的后端位置设有拦截网。
进一步改进在于，所述过滤网竖直安装，过滤网网面上所有网孔均为前端朝向过滤网圆心方向倾斜设置，且网孔均设置为两端孔径大、中间孔径小的结构。
进一步改进在于，所述过滤网呈圆形，所述污水通道所穿过的过滤网部分网面为半环形，所述副通道所穿过的过滤网缺口为圆形，副通道所穿过的过滤网剩余部分网面为半环形。
本发明的有益效果在于：该干法回收装置可对废弃动力锂电池预先进行喷洗和干燥，高效清理掉电池表面的泥土杂质，为后续的干法破碎回收提供保证；且在喷洗时可将污水回收再利用，有助于节约水资源。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1中A部分的放大图；
图3为圆杆的安装示意图；
图4为过滤箱的结构示意图；
图5为过滤网的安装示意图；
图6为过滤网的结构示意图；
图中：1、破碎回收机构；2、喷洗机构；201、喷洗箱；202、过滤箱；2021、污水通道；2022、过滤网；2023、缺口；2024、扇叶；2025、主通道；2026、副通道；2027、缓速腔；2028、开合盖；2029、拦截网；203、吸水泵；204、储水箱；205、喷水泵；206、投放斗；207、圆杆；208、弹性缓冲座；2081、底板；2082、支撑弹簧；2083、安装板；209、驱动件；210、振动件；211、喷嘴；3、干燥机构。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
结合图1至图3所示，一种废弃动力锂电池干法回收装置，包括破碎回收机构1，破碎回收机构1采用常规的机械破碎与分离技术，这里不详细介绍，还包括喷洗机构2和干燥机构3，干燥机构3可以采用热风干燥、吸附干燥等，废弃动力锂电池经喷洗机构2喷洗后，再由干燥机构3干燥，最后由破碎回收机构1进行干法回收。
其中，喷洗机构2包括喷洗箱201、过滤箱202、吸水泵203、储水箱204和喷水泵205，喷洗箱201上设有投放斗206，用于投放废弃动力锂电池，喷洗箱201内设有若干根圆杆207，圆杆207相互平行排列且位于同一倾斜平面内，圆杆207较高一端位于投放斗206下方，较低一端延伸至干燥机构3输入口，且在圆杆207两端的位置均设有弹性缓冲座208，所有圆杆207通过弹性缓冲座208可转动安装，在其中一个弹性缓冲座208上设有用于驱动所有圆杆207转动的驱动件209，以及用于带动圆杆207振动的振动件210，喷洗箱201的内顶部设有喷嘴211，喷洗箱201的底端通过管道与过滤箱202、吸水泵203、储水箱204、喷水泵205、喷嘴211依次连通。
在喷洗工作时，将废弃动力锂电池由投放斗206投入，锂电池会自动落到圆杆207较高一端，由于电池呈圆柱形，且投放斗206底端与圆杆207间隙较小，电池会顺着圆杆207长度方向呈列，卡在相邻圆杆207之间。喷水泵205抽取储水箱204内的存水，经喷嘴211高速喷出，喷嘴211可以呈矩阵布置，覆盖所有圆杆207上方；与此同时，启动驱动件209和振动件210，带动圆杆207转动和振动，振动会使得电池逐渐往较低一端滑动，而转动会使得电池随着圆杆207翻转，由此在水流的冲击下，可全方位的得到清理。最后电池会在圆杆207较低一端落入干燥机构3干燥。喷洗产生的污水在喷洗箱201底端收集，并由吸水泵203抽取沿管道经过过滤箱202过滤，最后重新存入储水箱204，完成水资源的循环利用。
本发明中，圆杆207的倾斜角度为5°-10°，例如8°，圆杆207倾斜角度不宜过大，过大会导致电池滑动过快，也不宜过小，过小会造成电池无法滑动，相邻圆杆207之间的间隙宽度小于锂电池的直径，这样电池不会掉落。
本发明中，弹性缓冲座208用于提供振动时的缓冲作用，弹性缓冲座208由底板2081、支撑弹簧2082和安装板2083组成，底板2081通过支撑弹簧2082连接在喷洗箱201箱壁上，安装板2083设于底板2081上，圆杆207的两端通过安装板2083可转动安装。其中，位于圆杆207较高一端弹性缓冲座208的安装板2083上开设有与圆杆207一一对应的穿孔，圆杆207的端部活动贯穿穿孔，位于圆杆207较低一端弹性缓冲座208的安装板2083顶部形成有与圆杆207一一对应的半圆槽，圆杆207的端部活动搭接在半圆槽内，这样不会对电池的滑动造成阻挡。
本发明在实施时，由于废弃电池表面泥土杂质较多，因此过滤箱202内滤层需要经常拿出清理，一般1-2小时，就要清理一次，否则滤层就被完全堵死，无法继续工作。但是，显然经常停机清理会极大的影响回收效率。为此，本发明对过滤箱202的结构进行了优化，具体如下：
再结合图4至图6所示，过滤箱202内形成有污水通道2021，污水通道2021的外侧壁上可转动安装有过滤网2022，过滤网2022的中心位置开设有缺口2023，缺口2023内嵌装有扇叶2024，过滤网2022的部分网面伸入污水通道2021内形成拦截，用于对正向穿过过滤网2022的污水中泥土杂质进行过滤，污水通道2021在过滤网2022的后端分为主通道2025和副通道2026，副通道2026先连接正向穿过缺口2023，用于在污水经过缺口2023时带动扇叶2024以及过滤网2022转动，再连接反向穿过过滤网2022的剩余部分网面，用于在污水经过网面时清理网面上的泥土杂质，最后与主通道2025合并引出。
在工作时，污水在污水通道2021内先经过过滤网2022部分网面(参照图5位置，为了方便介绍，下文用下部网面介绍)的过滤作用，所掺杂的泥土杂质被过滤网2022过滤下来并附着在过滤网2022网面上，过滤后不含杂质的污水分两路输送，其中一路经主通道2025引出，另一路经副通道2026先穿过缺口2023，带动扇叶2024以及过滤网2022转动，接着反向穿过过滤网2022的剩余部分网面(上部网面)，由于过滤网2022在不断转动，因此过滤网2022的下部网面就会转动至上部，此时反向流动的污水(已经过滤)就会将附着在上部网面上的杂质颗粒冲落，由此实现过滤网2022的自动清理，长期保持过滤的高效性。副通道2026的污水最后与主通道2025合并引出。
具体的，副通道2026在穿过过滤网2022剩余部分网面的位置处形成有缓速腔2027，缓速腔2027的流通截面积大于副通道2026其他位置的流通截面积，缓速腔2027用于收集清理下来的泥土杂质。缓速腔2027用于收集清理下来的泥土杂质。并且，缓速腔2027的顶端设有开合盖2028，可定期打开，清理收集的泥土杂质，一般只需12-18小时清理一次即可，清理周期大幅度延长，缓速腔2027的后端位置设有拦截网2029，进一步避免了泥土杂质被重新携带。
为了提升过滤网2022附着泥土杂质的效果，将过滤网2022竖直安装，过滤网2022网面上所有网孔均为前端朝向过滤网2022圆心方向倾斜设置，且网孔均设置为两端孔径大、中间孔径小的结构。在过滤时，泥土杂质会卡在下部网面网孔内，并且下部网面网孔均为前高后低倾斜，此时在污水正向冲击的基础上，泥土杂质基本不会掉落，随着网面转动；而在上部网面，网孔倾斜方向改变，此时在污水反冲的基础上，泥土杂质基本都会被冲落，由此便于清理和收集。
另外，过滤网2022呈圆形，污水通道2021所穿过的过滤网2022部分网面为半环形，副通道2026所穿过的过滤网2022缺口2023为圆形，副通道2026所穿过的过滤网2022剩余部分网面为半环形。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种废弃动力锂电池干法回收装置，包括破碎回收机构(1)，其特征在于，还包括喷洗机构(2)和干燥机构(3)，废弃动力锂电池经喷洗机构(2)喷洗后，再由干燥机构(3)干燥，最后由破碎回收机构(1)进行干法回收；
其中，所述喷洗机构(2)包括喷洗箱(201)、过滤箱(202)、吸水泵(203)、储水箱(204)和喷水泵(205)，所述喷洗箱(201)上设有投放斗(206)，喷洗箱(201)内设有若干根圆杆(207)，所述圆杆(207)相互平行排列且位于同一倾斜平面内，圆杆(207)较高一端位于投放斗(206)下方，较低一端延伸至干燥机构(3)输入口，且在圆杆(207)两端的位置均设有弹性缓冲座(208)，所有圆杆(207)通过弹性缓冲座(208)可转动安装，在其中一个弹性缓冲座(208)上设有用于驱动所有圆杆(207)转动的驱动件(209)，以及用于带动圆杆(207)振动的振动件(210)，所述喷洗箱(201)的内顶部设有喷嘴(211)，喷洗箱(201)的底端通过管道与过滤箱(202)、吸水泵(203)、储水箱(204)、喷水泵(205)、喷嘴(211)依次连通。
2.根据权利要求1所述的一种废弃动力锂电池干法回收装置，其特征在于，所述圆杆(207)的倾斜角度为5°-10°，相邻圆杆(207)之间的间隙宽度小于锂电池的直径。
3.根据权利要求1所述的一种废弃动力锂电池干法回收装置，其特征在于，所述弹性缓冲座(208)由底板(2081)、支撑弹簧(2082)和安装板(2083)组成，所述底板(2081)通过支撑弹簧(2082)连接在喷洗箱(201)箱壁上，所述安装板(2083)设于底板(2081)上，所述圆杆(207)的两端通过安装板(2083)可转动安装。
4.根据权利要求3所述的一种废弃动力锂电池干法回收装置，其特征在于，位于所述圆杆(207)较高一端弹性缓冲座(208)的安装板(2083)上开设有与圆杆(207)一一对应的穿孔，圆杆(207)的端部活动贯穿穿孔，位于所述圆杆(207)较低一端弹性缓冲座(208)的安装板(2083)顶部形成有与圆杆(207)一一对应的半圆槽，圆杆(207)的端部活动搭接在半圆槽内。
5.根据权利要求1所述的一种废弃动力锂电池干法回收装置，其特征在于，所述过滤箱(202)内形成有污水通道(2021)，所述污水通道(2021)的外侧壁上可转动安装有过滤网(2022)，所述过滤网(2022)的中心位置开设有缺口(2023)，所述缺口(2023)内嵌装有扇叶(2024)，过滤网(2022)的部分网面伸入污水通道(2021)内形成拦截，用于对正向穿过过滤网(2022)的污水中泥土杂质进行过滤，所述污水通道(2021)在过滤网(2022)的后端分为主通道(2025)和副通道(2026)，所述副通道(2026)先连接正向穿过所述缺口(2023)，用于在污水经过缺口(2023)时带动扇叶(2024)以及过滤网(2022)转动，再连接反向穿过过滤网(2022)的剩余部分网面，用于在污水经过网面时清理网面上的泥土杂质，最后与主通道(2025)合并引出。
6.根据权利要求5所述的一种废弃动力锂电池干法回收装置，其特征在于，所述副通道(2026)在穿过过滤网(2022)剩余部分网面的位置处形成有缓速腔(2027)，所述缓速腔(2027)的流通截面积大于副通道(2026)其他位置的流通截面积，缓速腔(2027)用于收集清理下来的泥土杂质。
7.根据权利要求6所述的一种废弃动力锂电池干法回收装置，其特征在于，所述缓速腔(2027)的顶端设有开合盖(2028)，缓速腔(2027)的后端位置设有拦截网(2029)。
8.根据权利要求5所述的一种废弃动力锂电池干法回收装置，其特征在于，所述过滤网(2022)竖直安装，过滤网(2022)网面上所有网孔均为前端朝向过滤网(2022)圆心方向倾斜设置，且网孔均设置为两端孔径大、中间孔径小的结构。
9.根据权利要求5所述的一种废弃动力锂电池干法回收装置，其特征在于，所述过滤网(2022)呈圆形，所述污水通道(2021)所穿过的过滤网(2022)部分网面为半环形，所述副通道(2026)所穿过的过滤网(2022)缺口(2023)为圆形，副通道(2026)所穿过的过滤网(2022)剩余部分网面为半环形。
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