CN115739917A - 报废电池物理分解和物料自动分类系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种报废电池物理分解和物料自动分类系统及方法，充氮破碎机与回转窑炉连接，回转窑炉与冷却装置连接，冷却装置与震动筛连接，震动筛与锤磨精破装置连接，锤磨精破装置与旋风磨碎机连接，旋风磨碎机与铜铝分选机连接，经过铜铝分选机分选后的金属物料分别进入两个金属回收仓回收，震动筛分筛后的黑粉颗粒出料口与缓冲罐连接，缓冲罐与黑粉回收仓连接；各装置之间的连接为密封连接。通过该系统，回收的锂盐半成品纯度高，整个过程中半成品及成品的输送加工等均在密闭微负压的环境中进行，不会漏灰漏粉，设有低温裂解工艺，能高效去除石墨，隔膜纸，有机溶剂和电解液，并能得到高纯度的锂盐、铝金属、铜金属。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池分解回收技术领域，尤其涉及报废电池物理分解和物料自动分类系统及方法。
背景技术
三元锂电池作为新能源的主要载体．由铜铝箔，镍，钴，锰酸锂盐（以下简称锂盐），石墨，电解液，隔膜纸等组成。在充放电的过程中，铜铝箔，隔膜纸的性质没有发生质变．仅仅是锂盐的活性降低．因此，分离和提取报废三元锂电池里的锂盐粉末提纯后又可以制成新的电池．从而达到循环利用的目的。
实际上，因为锂电池内部为物理结构（锂盐粉末通过有机粘合剂粘合在铝箔的表面，石墨粘合在铜箔的表面之后用隔膜纸分层隔离卷绕而成）。物理分解传统的工艺是切碎锤磨加筛分，可以达到约90%的分离纯度。但得到的物料中会混有石墨粉，隔膜纸，有机溶剂，电解液等杂质，给下一步提纯增加了难度和成本，成品中含有电解液和有机溶剂残留，对工人的身体健康，半成品物料搬运及环境产生相当大的破坏。
中国专利文献CN113405367A公开了一种锂电池回收粉还原设备及三元锂电池回收粉还原方法，采用回转炉来裂解电池，从而裂解隔膜纸，有机溶剂，电解液等，但其并不能将各种回收物质分离。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：解决上述背景技术中存在的问题，提供报废电池物理分解和物料自动分类系统，通过该系统，回收的锂盐半成品纯度高，整个过程中半成品及成品的输送加工等均在密闭微负压的环境中进行，不会漏灰漏粉，设有低温裂解工艺，能高效去除石墨，隔膜纸，有机溶剂和电解液，并能得到高纯度的锂盐、铝金属、铜金属。
本发明要解决的另一个技术问题是：提供一种采用报废电池物理分解和物料自动分类系统进行电池物理分解的方法，通过该方法进行高纯度的锂盐、铝金属、铜金属的分类回收。
为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：报废电池物理分解和物料自动分类系统，包括充氮破碎机、回转窑炉、冷却装置、震动筛、锤磨精破装置、旋风磨碎机、铜铝分选机、缓冲罐以及多个回收仓，所述充氮破碎机的下端出料口与回转窑炉的进料口连接，回转窑炉的出料口与冷却装置的进料口连接，冷却装置的出料口的与震动筛的进料口连接，震动筛的出料口与锤磨精破装置的进料口连接，锤磨精破装置的出料口与旋风磨碎机的进料口连接，旋风磨碎机的出料口与铜铝分选机的进料口连接，经过铜铝分选机分选后的金属物料分别进入两个金属回收仓回收，所述震动筛的黑粉颗粒出料口与缓冲罐的进料口连接，缓冲罐的出料口与黑粉回收仓连接；各装置之间的连接为密封连接。
所述充氮破碎机的上端进料口安装有投料仓，投料仓的上下两侧分别设有自动闸门，充氮破碎机一侧设有充氮口，氮气通过充氮口进入充氮破碎机内部，充氮破碎机的另一侧设有卸爆管，卸爆管一端与充氮破碎机连通，另一端通入水箱内形成水密封。
所述回转窑炉呈倾斜状态，使回转窑炉的进料口高于出料口；所述回转窑炉的炉体与尾气处理系统连通。
所述冷却装置包括水箱和安装在水箱内的螺旋输送机，水箱位于螺旋输送机的中部，螺旋输送机的进料口与回转窑炉的出料口连接，螺旋输送机的出料口与震动筛的进料口连接。
所述震动筛包括第一震动筛、第二震动筛、第三振动筛，所述锤磨精破装置包括第一锤磨精破装置、第二锤磨精破装置，所述第一震动筛的进料口与冷却装置的出料口连接，第一震动筛的出料口与第一锤磨精破装置的进料口连接，第一锤磨精破装置的出料口与第二震动筛的进料口连接，第二震动筛的出料口与第二锤磨精破装置的进料口连接，第二锤磨精破装置的出料口与第三振动筛的进料口连接，第三振动筛的出料口与旋风磨碎机连接；所述第一震动筛、第二震动筛、第三振动筛分别设有缓冲罐，各震动筛的黑粉颗粒出料口与缓冲罐的进料口连接，缓冲罐的出料口通过黑粉回收管道与黑粉回收仓连通。
所述冷却装置与第一震动筛之间设有螺旋提升机过渡输送，第一震动筛与第一锤磨精破装置之间设有第一皮带提升机，第一皮带提升机的下端进料口与第一震动筛的出料口连接，出料口与第一锤磨精破装置的进料口连接，所述第二震动筛位于第一锤磨精破装置的下方，第二震动筛的进料口与第一锤磨精破装置下方的出料口连接，出料口与第二皮带提升机下端进料口连接，第二皮带提升机的出料口与第二锤磨精破装置的进料口连接，第三振动筛位于第二锤磨精破装置的下方，第三振动筛的进料口与第二锤磨精破装置下方的出料口连接。
所述铜铝分选机分选后的铜粉和铝粉分别通过第一输送和第二输送到铜粉回收仓和铝粉回收仓。
还包括第一粉尘回收系统，第一粉尘回收系统包括第一布袋回收系统、第一旋风卸料装置和第二旋风卸料装置，第一旋风卸料装置位于铜铝分选机的上方，第一旋风卸料装置的进风口通过管道与旋风磨碎机的出料口连通，出风口通过管道与第一布袋回收系统连通，第一旋风卸料装置底部的出口与铜铝分选机上端的进料口连接；所述第二旋风卸料装置的进风口通过管道与铜铝分选机顶部连通，出风口通过管道与第一布袋回收系统连通，第二旋风卸料装置的底部设有第四振动筛。
还包括第二粉尘回收系统，第二粉尘回收系统包括第二布袋回收系统和第三旋风卸料装置，第三旋风卸料装置的进风口通过吸风管道分别与各个震动筛、第一皮带提升机以及第二皮带提升机连接，用于吸收工作时的粉尘，第三旋风卸料装置的出风口通过回风管道与第二布袋回收系统连通，所述第三旋风卸料装置位于第二皮带提升机的上方，第三旋风卸料装置下端的出料口与第二皮带提升机连接。
报废电池物理分解和物料自动分类的方法，采用了所述报废电池物理分解和物料自动分类系统，其步骤如下：
S1. 将报废电池投入到充氮破碎机，将原料电池粉碎至10-15mm大小的碎颗粒；其中，在向充氮破碎机内投入电池时，先开启位于投料仓上方的自动闸门，电池进入到投料仓内，关闭投料仓上方的自动闸门后，再开启投料仓下方的自动闸门，电池进入到充氮破碎机内，投料仓下方的自动闸门关闭；
S2. 经充氮破碎机破碎后电池颗粒送入到回转窑炉内，回转窑炉内充氮，并分段将窑内物料加热到350-400℃，电池颗粒在回转窑炉内低温裂解，裂解时间20-40分钟，此时电解液挥发，有机粘合剂分解，隔膜纸气化，石墨形成一氧化碳，混合气体通过尾气处理系统处理；
S3. 电池颗粒经回转窑炉后进入冷却装置，将颗粒物料冷却至80-120℃；
S4. 冷却后的颗粒物料经过第一震动筛分筛，锂盐粉末通过黑粉颗粒出料口进入到缓冲罐中，较大颗粒物料从第一震动筛的出料口进入第一锤磨精破装置内，进行进一步的破碎；
S5. 第一锤磨精破装置将来料锤击成5-8mm的铝箔、铜箔球体颗粒，此时，球体颗粒表面的锂盐粉末脱落，锂盐粉末通过位于第一锤磨精破装置下方的第二震动筛进一步分筛，分筛后的锂盐粉末通过黑粉颗粒出料口进入到缓冲罐中，较大颗粒物料从第二震动筛的出料口进入第二锤磨精破装置内，进行进一步的破碎；
S6. 第二锤磨精破装置将来料继续锤击细化到2-4mm的铝箔、铜箔球体颗粒，每道锤磨精破相当于将来料的球体颗粒展开后再打散成更细小的球体颗粒，释放出内部包裹的锂盐粉末，锂盐粉末同样通过底部第三振动筛进入到缓冲罐内，铝箔、铜箔球体颗粒进入到旋风磨碎机内；
S7. 旋风磨碎机接收2-4mm的金属颗粒，并将其磨至８０目筛网能够筛过的细小颗粒，之后细小颗粒被吸入第一旋风卸料装置，从第一旋风卸料装置的底部进入到铜铝分选机；其中，残余的锂盐粉末抽走通过旋风卸料器卸于第四振动筛上；
S8. 铜铝分选机上层设有80目筛网，无法过筛的来料大颗粒将通过螺旋重新返回旋风磨碎机，直到粒径能通过上层筛网，分选后的铜粉和铝粉分别通过第一输送和第二输送输送到铜粉回收仓和铝粉回收仓；
S9. 集中收集锂盐粉末：各震动筛均会筛出细小的锂盐粉末，并送入其侧面的缓冲罐中，各个缓冲罐连接到集中收尘主管道上，黑粉回收仓位于整线的尾部，黑粉回收仓将缓冲罐中的锂盐粉末抽出，最终卸入集中收料箱体内；其中，各个缓冲罐底部的自动闸阀依次单个循环开启；
S10. 在生产过程中进行负压吸尘；其中，第一粉尘回收系统为第一旋风卸料装置和第二旋风卸料装置提供引风，粉末主要通过卸料装置卸下，输送过程中的细微锂盐粉末被风机抽回附着在第一布袋回收系统的布袋上，第一布袋回收系统底部有螺旋输送机，布袋的高压脉冲阀会定时开启，将布袋附着的锂盐粉末吹落后通过底部的螺旋输送机送出给缓冲罐，进而由黑粉回收仓将锂盐粉末集中收集；第二粉尘回收系统分别与各个震动筛、第一皮带提升机以及第二皮带提升机连接，为设备腔体提供微负压，防止粉尘的外泄，较大颗粒通过第三旋风卸料装置进入到第二皮带提升机内，之后进入第二锤磨精破装置内再破碎。
本发明有如下有益效果：
1、报废电池物理分解和物料自动分类系统各装置之间的连接为密封连接,使整个系统内部充满氮气，确保了系统的安全性。通过该系统，回收的锂盐半成品纯度高，整个过程中半成品及成品的输送加工等均在密闭微负压的环境中进行，不会漏灰漏粉，设有低温裂解工艺，能高效去除石墨，隔膜纸，有机溶剂和电解液，并能得到高纯度的锂盐、铝金属、铜金属。
2、充氮破碎机上端进料口安装有投料仓，投料仓的上下两侧分别设有自动闸门，通过自动闸门，使单轴破碎机内形成封闭空间，从而防止氮气外溢。充氮破碎机的另一侧设有卸爆管，卸爆管一端与充氮破碎机连通，另一端通入水箱内形成水密封，当电池在破碎机内部出现小型爆炸时，爆炸气流通过卸爆管排出卸压。
3、回转窑炉呈倾斜状态，在回转窑炉转动的过程中，使电池碎片从回转窑炉的进料口端向出口端移动，在移动的过程中，电解液先挥发，有机粘合剂会分解，隔膜纸气化，石墨会形成一氧化碳。
4、通过三级分筛、两级破碎，能得到高纯度的锂盐、铝金属、铜金属。
5、铜铝分选机分选后的铜粉和铝粉分别通过第一输送和第二输送输送到铜粉回收仓和铝粉回收仓，从而得到铜金属颗粒和铝金属颗粒。
6、第一粉尘回收系统为第一旋风卸料装置和第二旋风卸料装置提供引风。
7、第二粉尘回收系统分别与各个震动筛、第一皮带提升机以及第二皮带提升机连接，为设备腔体提供微负压，防止粉尘的外泄。
附图说明
图1为本发明生产线主视结构示意图。
图2为本发明生产线俯视结构示意图。
图3为本发明生产线立体结构示意图。
图4为图3中A处放大结构示意图。
图中：充氮破碎机1，投料仓101，自动闸门102，充氮口103，卸爆管104，水箱105，提升机106，回转窑炉2，冷却装置3，螺旋提升机4，第一震动筛5，第一皮带提升机6，第一锤磨精破装置7，第二震动筛8，第二皮带提升机9，第二锤磨精破装置10，第三振动筛11，提升12，旋风磨碎机13，第一旋风卸料装置14，铜铝分选机15，第一输送151，第二输送152，第四振动筛16，黑粉回收仓17，集中收料箱体18，铜粉回收仓191，铝粉回收仓192，第二粉尘回收系统20，第二布袋回收系统21，第三旋风卸料装置23，吸风管道22，回风管道24，第一粉尘回收系统30，第一布袋回收系统31，第二旋风卸料装置32，缓冲罐40，黑粉回收管道41，尾气处理系统50。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例一：
参见图1-4，报废电池物理分解和物料自动分类系统，包括充氮破碎机1、回转窑炉2、冷却装置3、多个震动筛、多个锤磨精破装置、旋风磨碎机13、铜铝分选机15、多个缓冲罐40以及多个回收仓，所述充氮破碎机1的下端出料口与回转窑炉2的进料口连接，回转窑炉2的出料口与冷却装置3的进料口连接，冷却装置3的出料口的与震动筛的进料口连接，震动筛的出料口与锤磨精破装置的进料口连接，锤磨精破装置的出料口与旋风磨碎机13的进料口连接，旋风磨碎机13的出料口与铜铝分选机15的进料口连接，经过铜铝分选机15分选后的金属物料分别进入两个金属回收仓回收，所述震动筛分筛后的黑粉颗粒出料口与缓冲罐40的进料口连接，缓冲罐40的出料口与黑粉回收仓17连接；各装置之间的连接为密封连接,使整个系统内部充满氮气，确保了系统的安全性。通过该系统，回收的锂盐半成品纯度高，整个过程中半成品及成品的输送加工等均在密闭微负压的环境中进行，不会漏灰漏粉，设有低温裂解工艺，能高效去除石墨，隔膜纸，有机溶剂和电解液，并能得到高纯度的锂盐、铝金属、铜金属。
参见图4，充氮破碎机1采用单轴破碎机， 在单轴破碎机上端进料口安装有投料仓101，投料仓101的上下两侧分别设有自动闸门102，充氮破碎机1一侧设有充氮口103，氮气通过充氮口103进入充氮破碎机1内部，通过自动闸门102，使单轴破碎机内形成封闭空间，从而防止氮气外溢。充氮破碎机1的另一侧设有卸爆管104，卸爆管104一端与充氮破碎机1连通，另一端通入水箱105内形成水密封，当电池在破碎机内部出现小型爆炸时，爆炸气流通过卸爆管104排出卸压。进一步的，充氮破碎机1底部设有皮带式提升机106，提升机106为封闭机构。从充氮破碎机1底部破碎的电池碎片经过提升机106提升至回转窑炉2的进料口。
参见图1，所述回转窑炉2呈倾斜状态，使回转窑炉2的进料口高于出料口；所述回转窑炉2的炉体与尾气处理系统50连通，在回转窑炉2转动的过程中，使电池碎片从回转窑炉2的进料口端向出口端移动，在移动的过程中，电解液先挥发，有机粘合剂会分解，隔膜纸气化，石墨会形成一氧化碳，这些混合气体从窑体顶部管道进入尾气处理系统50处理。具体的，尾气处理系统50包括燃烧器、换热器、布袋除尘器、离心风机、吸收塔，能够对尾气进行处理后排放到大气。
在优选的方案中，冷却装置3包括水箱和安装在水箱内的螺旋输送机，水箱位于螺旋输送机的中部，螺旋输送机的进料口与回转窑炉2的出料口连接，螺旋输送机的出料口与震动筛的进料口连接。结构简单，效果冷却效果好。进一步的，水箱设置循环水，通过换热器换热后保证水池内水的温度，从而保证冷却效果。
在优选的方案中，参见图3，震动筛包括第一震动筛5、第二震动筛8、第三振动筛11，所述锤磨精破装置包括第一锤磨精破装置7、第二锤磨精破装置10，所述第一震动筛5的进料口与冷却装置3的出料口连接，第一震动筛5的出料口与第一锤磨精破装置7的进料口连接，第一锤磨精破装置7的出料口与第二震动筛8的进料口连接，第二震动筛8的出料口与第二锤磨精破装置10的进料口连接，第二锤磨精破装置10的出料口与第三振动筛11的进料口连接，第三振动筛11的出料口与旋风磨碎机13连接；所述第一震动筛5、第二震动筛8、第三振动筛11分别设有缓冲罐40，各震动筛的黑粉颗粒出料口与缓冲罐40的进料口连接，缓冲罐40的出料口通过黑粉回收管道41与黑粉回收仓17连通。通过三级分筛、两级破碎，能得到高纯度的锂盐、铝金属、铜金属。
所述冷却装置3与第一震动筛5之间设有螺旋提升机4过渡输送，便于过渡输送电池碎片；第一震动筛5与第一锤磨精破装置7之间设有第一皮带提升机6，第一皮带提升机6的下端进料口与第一震动筛5的出料口连接，出料口与第一锤磨精破装置7的进料口连接，便于提升物料进入第一锤磨精破装置7；第二震动筛8位于第一锤磨精破装置7的下方，第二震动筛8的进料口与第一锤磨精破装置7下方的出料口连接，出料口与第二皮带提升机9下端进料口连接，第二皮带提升机9的出料口与第二锤磨精破装置10的进料口连接，第三振动筛11位于第二锤磨精破装置10的下方，第三振动筛11的进料口与第二锤磨精破装置10下方的出料口连接。通过上述结构，形成流水生产线，整个生产线能够全自动运行，减少了人工参与。
参见图1，铜铝分选机15分选后的铜粉和铝粉分别通过第一输送151和第二输送152输送到铜粉回收仓191和铝粉回收仓192，从而得到铜金属颗粒和铝金属颗粒。
参见图3，该系统还包括第一粉尘回收系统30，第一粉尘回收系统30包括第一布袋回收系统31、第一旋风卸料装置14和第二旋风卸料装置32，第一旋风卸料装置14位于铜铝分选机15的上方，第一旋风卸料装置14的进风口通过管道与旋风磨碎机13的出料口连通，出风口通过管道与第一布袋回收系统31连通，第一旋风卸料装置14底部的出口与铜铝分选机15上端的进料口连接；所述第二旋风卸料装置32的进风口通过管道与铜铝分选机15顶部连通，出风口通过管道与第一布袋回收系统31连通，第二旋风卸料装置32的底部设有第四振动筛16。第一粉尘回收系统30为第一旋风卸料装置14和第二旋风卸料装置32提供引风，输送过程中的锂盐粉末被风机抽回附着在第一布袋回收系统31的布袋上，第一布袋回收系统31底部有螺旋输送机，布袋的高压脉冲阀会定时开启，将布袋附着的锂盐粉末吹落后通过底部的螺旋输送机送出给缓冲罐40，进而由黑粉回收仓17将锂盐粉末集中收集。较重的金属颗粒从第一旋风卸料装置14底部落入铜铝分选机15进行分选，铜铝分选机15的粉尘通过第二旋风卸料装置32收集，该粉尘为锂盐粉末，较大颗粒锂盐粉末从第二旋风卸料装置32下方落入第四振动筛16进行分筛，通过振动筛的粉末进入旁边的缓冲罐40中，较粗粉末收集后再次投入到旋风磨碎机13中，实际生产中，此处粉末回收较少。
参见图3，该系统还包括第二粉尘回收系统20，第二粉尘回收系统20包括第二布袋回收系统21和第三旋风卸料装置23，第三旋风卸料装置23的进风口通过吸风管道22分别与各个震动筛、第一皮带提升机6以及第二皮带提升机9连接，用于吸收工作时的粉尘，第三旋风卸料装置23的出风口通过回风管道24与第二布袋回收系统21连通，所述第三旋风卸料装置23位于第二皮带提升机9的上方，第三旋风卸料装置23下端的出料口与第二皮带提升机9连接。第二粉尘回收系统20分别与各个震动筛、第一皮带提升机6以及第二皮带提升机9连接，为设备腔体提供微负压，防止粉尘的外泄，较大颗粒通过第三旋风卸料装置23进入到第二皮带提升机9内，之后进入第二锤磨精破装置10内再破碎。
在优选的方案中，第三振动筛11与旋风磨碎机13之间设有提升12过渡输送物料。黑粉回收仓17的结构包括上部的旋风卸料罐和连接在旋风卸料罐下部的仓体，旋风卸料罐与第一布袋回收系统31连通，通过黑粉回收管道41回收的粉末经过旋风卸料罐落入下方的仓体中，为了防止锂盐粉末大量进入到第一布袋回收系统31内，旋风卸料罐内也设有反吹过滤布袋。
实施例二：
报废电池物理分解和物料自动分类的方法，采用了所述报废电池物理分解和物料自动分类系统，其步骤如下：
S1. 将报废电池投入到充氮破碎机1，将原料电池粉碎至10-15mm大小的碎颗粒；其中，在向充氮破碎机1内投入电池时，先开启位于投料仓101上方的自动闸门102，电池进入到投料仓101内，关闭投料仓101上方的自动闸门102后，再开启投料仓101下方的自动闸门102，电池进入到充氮破碎机1内，投料仓101下方的自动闸门102关闭。此阶段可实现电池外层封装的完全剥离，铜铝箔，隔膜纸打散撕碎。
S2. 经充氮破碎机1破碎后电池颗粒送入到回转窑炉2内，回转窑炉2内充氮，并分段将窑内物料加热到350-400℃，电池颗粒在回转窑炉2内低温裂解，裂解时间20-40分钟，此时电解液挥发，有机粘合剂分解，隔膜纸气化，石墨形成一氧化碳，混合气体通过尾气处理系统50处理。产出半成品为纯度很高的铜铝箔和锂基盐。此时的半成品无色无味，已经没有刺激性气味和毒性。
S3. 电池颗粒经回转窑炉2后进入冷却装置3，将颗粒物料冷却至80-120℃，优选的，将颗粒物料冷却至100℃左右。
S4. 冷却后的颗粒物料经过第一震动筛5分筛，锂盐粉末通过黑粉颗粒出料口进入到缓冲罐40中，较大颗粒物料从第一震动筛5的出料口进入第一锤磨精破装置7内，进行进一步的破碎。初步筛分出干燥的锂盐粉末（黑粉）。
S5. 第一锤磨精破装置7将来料锤击成5-8mm的铝箔、铜箔球体颗粒，此时，球体颗粒表面的锂盐粉末脱落，显露出金属本色，锂盐粉末通过位于第一锤磨精破装置7下方的第二震动筛8进一步分筛，分筛后的锂盐粉末通过黑粉颗粒出料口进入到缓冲罐40中，较大颗粒物料从第二震动筛8的出料口进入第二锤磨精破装置10内，进行进一步的破碎。
S6. 第二锤磨精破装置10将来料继续锤击细化到2-4mm的铝箔、铜箔球体颗粒，每道锤磨精破相当于将来料的球体颗粒展开后再打散成更细小的球体颗粒，释放出内部包裹的锂盐粉末，锂盐粉末同样通过底部第三振动筛11进入到缓冲罐40内，铝箔、铜箔球体颗粒进入到旋风磨碎机13内。
S7. 旋风磨碎机13接收2-4mm的金属颗粒，并将其磨至８０目筛网能够筛过的细小颗粒，之后细小颗粒被吸入第一旋风卸料装置14，从第一旋风卸料装置14的底部进入到铜铝分选机15；其中，残余的锂盐粉末抽走通过旋风卸料器卸于第四振动筛16上。
S8. 铜铝分选机15上层设有80目筛网，无法过筛的来料大颗粒将通过螺旋重新返回旋风磨碎机13，直到粒径能通过上层筛网，分选后的铜粉和铝粉分别通过第一输送151和第二输送152输送到铜粉回收仓191和铝粉回收仓192。
S9. 集中收集锂盐粉末：各震动筛均会筛出细小的锂盐粉末，并送入其侧面的缓冲罐40中，各个缓冲罐40连接到集中收尘主管道上，黑粉回收仓17位于整线的尾部，黑粉回收仓17将缓冲罐40中的锂盐粉末抽出，最终卸入集中收料箱体18内；其中，各个缓冲罐40底部的自动闸阀依次单个循环开启。集中收料箱底部有称重机构，达到设定重量后自动移出集中收料箱，集中收料箱空箱及满箱均有ＡＧＶ送入或取出。
S10. 在生产过程中进行负压吸尘；其中，第一粉尘回收系统30为第一旋风卸料装置14和第二旋风卸料装置32提供引风，粉末主要通过卸料装置卸下，输送过程中的细微锂盐粉末被风机抽回附着在第一布袋回收系统31的布袋上，第一布袋回收系统31底部有螺旋输送机，布袋的高压脉冲阀会定时开启，将布袋附着的锂盐粉末吹落后通过底部的螺旋输送机送出给缓冲罐40，进而由黑粉回收仓17将锂盐粉末集中收集；第二粉尘回收系统20分别与各个震动筛、第一皮带提升机6以及第二皮带提升机9连接，为设备腔体提供微负压，防止粉尘的外泄，较大颗粒通过第三旋风卸料装置23进入到第二皮带提升机9内，之后进入第二锤磨精破装置10内再破碎。
Claims (10)
1.报废电池物理分解和物料自动分类系统，其特征在于： 包括充氮破碎机（1）、回转窑炉（2）、冷却装置（3）、震动筛、锤磨精破装置、旋风磨碎机（13）、铜铝分选机（15）、缓冲罐（40）以及多个回收仓，所述充氮破碎机（1）的下端出料口与回转窑炉（2）的进料口连接，回转窑炉（2）的出料口与冷却装置（3）的进料口连接，冷却装置（3）的出料口的与震动筛的进料口连接，震动筛的出料口与锤磨精破装置的进料口连接，锤磨精破装置的出料口与旋风磨碎机（13）的进料口连接，旋风磨碎机（13）的出料口与铜铝分选机（15）的进料口连接，经过铜铝分选机（15）分选后的金属物料分别进入两个金属回收仓回收，所述震动筛的黑粉颗粒出料口与缓冲罐（40）的进料口连接，缓冲罐（40）的出料口与黑粉回收仓（17）连接；各装置之间的连接为密封连接。
2.根据权利要求1所述的报废电池物理分解和物料自动分类系统，其特征在于：所述充氮破碎机（1）的上端进料口安装有投料仓（101），投料仓（101）的上下两侧分别设有自动闸门（102），充氮破碎机（1）一侧设有充氮口（103），氮气通过充氮口（103）进入充氮破碎机（1）内部，充氮破碎机（1）的另一侧设有卸爆管（104），卸爆管（104）一端与充氮破碎机（1）连通，另一端通入水箱（105）内形成水密封。
3.根据权利要求1所述的报废电池物理分解和物料自动分类系统，其特征在于：所述回转窑炉（2）呈倾斜状态，使回转窑炉（2）的进料口高于出料口；所述回转窑炉（2）的炉体与尾气处理系统（50）连通。
4.根据权利要求1所述的报废电池物理分解和物料自动分类系统，其特征在于：所述冷却装置（3）包括水箱和安装在水箱内的螺旋输送机，水箱位于螺旋输送机的中部，螺旋输送机的进料口与回转窑炉（2）的出料口连接，螺旋输送机的出料口与震动筛的进料口连接。
5.根据权利要求1所述的报废电池物理分解和物料自动分类系统，其特征在于：所述震动筛包括第一震动筛（5）、第二震动筛（8）、第三振动筛（11）,所述锤磨精破装置包括第一锤磨精破装置（7）、第二锤磨精破装置（10），所述第一震动筛（5）的进料口与冷却装置（3）的出料口连接，第一震动筛（5）的出料口与第一锤磨精破装置（7）的进料口连接，第一锤磨精破装置（7）的出料口与第二震动筛（8）的进料口连接，第二震动筛（8）的出料口与第二锤磨精破装置（10）的进料口连接，第二锤磨精破装置（10）的出料口与第三振动筛（11）的进料口连接，第三振动筛（11）的出料口与旋风磨碎机（13）连接；所述第一震动筛（5）、第二震动筛（8）、第三振动筛（11）分别设有缓冲罐（40），各震动筛的黑粉颗粒出料口与缓冲罐（40）的进料口连接，缓冲罐（40）的出料口通过黑粉回收管道（41）与黑粉回收仓（17）连通。
6.根据权利要求5所述的报废电池物理分解和物料自动分类系统，其特征在于：所述冷却装置（3）与第一震动筛（5）之间设有螺旋提升机（4）过渡输送，第一震动筛（5）与第一锤磨精破装置（7）之间设有第一皮带提升机（6），第一皮带提升机（6）的下端进料口与第一震动筛（5）的出料口连接，出料口与第一锤磨精破装置（7）的进料口连接，所述第二震动筛（8）位于第一锤磨精破装置（7）的下方，第二震动筛（8）的进料口与第一锤磨精破装置（7）下方的出料口连接，出料口与第二皮带提升机（9）下端进料口连接，第二皮带提升机（9）的出料口与第二锤磨精破装置（10）的进料口连接，第三振动筛（11）位于第二锤磨精破装置（10）的下方，第三振动筛（11）的进料口与第二锤磨精破装置（10）下方的出料口连接。
7.根据权利要求1所述的报废电池物理分解和物料自动分类系统，其特征在于：所述铜铝分选机（15）分选后的铜粉和铝粉分别通过第一螺旋输送机（151）和第二螺旋输送机（152）输送到铜粉回收仓（191）和铝粉回收仓（192）。
8.根据权利要求1所述的报废电池物理分解和物料自动分类系统，其特征在于：还包括第一粉尘回收系统（30），第一粉尘回收系统（30）包括第一布袋回收系统（31）、第一旋风卸料装置（14）和第二旋风卸料装置（32），第一旋风卸料装置（14）位于铜铝分选机（15）的上方，第一旋风卸料装置（14）的进风口通过管道与旋风磨碎机（13）的出料口连通，出风口通过管道与第一布袋回收系统（31）连通，第一旋风卸料装置（14）底部的出口与铜铝分选机（15）上端的进料口连接；所述第二旋风卸料装置（32）的进风口通过管道与铜铝分选机（15）顶部连通，出风口通过管道与第一布袋回收系统（31）连通，第二旋风卸料装置（32）的底部设有第四振动筛（16）。
9.根据权利要求1所述的报废电池物理分解和物料自动分类系统，其特征在于：还包括第二粉尘回收系统（20），第二粉尘回收系统（20）包括第二布袋回收系统（21）和第三旋风卸料装置（23），第三旋风卸料装置（23）的进风口通过吸风管道（22）分别与各个震动筛、第一皮带提升机（6）以及第二皮带提升机（9）连接，用于吸收工作时的粉尘，第三旋风卸料装置（23）的出风口通过回风管道（24）与第二布袋回收系统（21）连通，所述第三旋风卸料装置（23）位于第二皮带提升机（9）的上方，第三旋风卸料装置（23）下端的出料口与第二皮带提升机（9）连接。
10.报废电池物理分解和物料自动分类的方法，其特征在于：采用了权利要求1-9任意一项所述报废电池物理分解和物料自动分类系统，其步骤如下：
S1. 将报废电池投入到充氮破碎机（1），将原料电池粉碎至10-15mm大小的碎颗粒；其中，在向充氮破碎机（1）内投入电池时，先开启位于投料仓（101）上方的自动闸门（102），电池进入到投料仓（101）内，关闭投料仓（101）上方的自动闸门（102）后，再开启投料仓（101）下方的自动闸门（102），电池进入到充氮破碎机（1）内，投料仓（101）下方的自动闸门（102）关闭；
S2. 经充氮破碎机（1）破碎后电池颗粒送入到回转窑炉（2）内，回转窑炉（2）内充氮，并分段将窑内物料加热到350-400℃，电池颗粒在回转窑炉（2）内低温裂解，裂解时间20-40分钟，此时电解液挥发，有机粘合剂分解，隔膜纸气化，石墨形成一氧化碳，混合气体通过尾气处理系统（50）处理；
S3. 电池颗粒经回转窑炉（2）后进入冷却装置（3），将颗粒物料冷却至80-120℃；
S4. 冷却后的颗粒物料经过第一震动筛（5）分筛，锂盐粉末通过黑粉颗粒出料口进入到缓冲罐（40）中，较大颗粒物料从第一震动筛（5）的出料口进入第一锤磨精破装置（7）内，进行进一步的破碎；
S5. 第一锤磨精破装置（7）将来料锤击成5-8mm的铝箔、铜箔球体颗粒，此时，球体颗粒表面的锂盐粉末脱落，锂盐粉末通过位于第一锤磨精破装置（7）下方的第二震动筛（8）进一步分筛，分筛后的锂盐粉末通过黑粉颗粒出料口进入到缓冲罐（40）中，较大颗粒物料从第二震动筛（8）的出料口进入第二锤磨精破装置（10）内，进行进一步的破碎；
S6. 第二锤磨精破装置（10）将来料继续锤击细化到2-4mm的铝箔、铜箔球体颗粒，每道锤磨精破相当于将来料的球体颗粒展开后再打散成更细小的球体颗粒，释放出内部包裹的锂盐粉末，锂盐粉末同样通过底部第三振动筛（11）进入到缓冲罐（40）内，铝箔、铜箔球体颗粒进入到旋风磨碎机（13）内；
S7. 旋风磨碎机（13）接收2-4mm的金属颗粒，并将其磨至８０目筛网能够筛过的细小颗粒，之后细小颗粒被吸入第一旋风卸料装置（14），从第一旋风卸料装置（14）的底部进入到铜铝分选机（15）；其中，残余的锂盐粉末抽走通过旋风卸料器卸于第四振动筛(16)上；
S8. 铜铝分选机（15）上层设有80目筛网，无法过筛的来料大颗粒将通过螺旋重新返回旋风磨碎机（13），直到粒径能通过上层筛网，分选后的铜粉和铝粉分别通过第一输送（151）和第二输送（152）输送到铜粉回收仓（191）和铝粉回收仓（192）；
S9. 集中收集锂盐粉末：各震动筛均会筛出细小的锂盐粉末，并送入其侧面的缓冲罐（40）中，各个缓冲罐（40）连接到集中收尘主管道上，黑粉回收仓（17）位于整线的尾部，黑粉回收仓（17）将缓冲罐（40）中的锂盐粉末抽出，最终卸入集中收料箱体（18）内；其中，各个缓冲罐（40）底部的自动闸阀依次单个循环开启；
S10. 在生产过程中进行负压吸尘；其中，第一粉尘回收系统（30）为第一旋风卸料装置（14）和第二旋风卸料装置（32）提供引风，粉末主要通过卸料装置卸下，输送过程中的细微锂盐粉末被风机抽回附着在第一布袋回收系统（31）的布袋上，第一布袋回收系统（31）底部有螺旋输送机，布袋的高压脉冲阀会定时开启，将布袋附着的锂盐粉末吹落后通过底部的螺旋输送机送出给缓冲罐（40），进而由黑粉回收仓（17）将锂盐粉末集中收集；第二粉尘回收系统（20）分别与各个震动筛、第一皮带提升机（6）以及第二皮带提升机（9）连接，为设备腔体提供微负压，防止粉尘的外泄，较大颗粒通过第三旋风卸料装置（23）进入到第二皮带提升机（9）内，之后进入第二锤磨精破装置（10）内再破碎。
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| CN117399407A (zh) * | 2023-12-14 | 2024-01-16 | 广东百耐信智能装备有限公司 | 一种废旧锂电池回收粉碎装置 |
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| CN117429716A (zh) * | 2023-12-20 | 2024-01-23 | 江苏维锂新能源材料有限公司 | 一种锂电池再利用用的打包装置 |
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