CN115911283B - 一种电池负极生产原料的干法改性提质方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨电极及电池负极生产原料的干法改性提质方法，属于电极材料技术领域。将针状焦破碎到50mm以下给入干法分选提质系统分级，50‑1mm粗颗粒经分选得到不同质量等级粗粒针状焦产品，优质产品可用于石墨电极制备；通过除尘系统回收1mm以下细颗粒，可直接用于负极材料制备，也可利用电选设备进行分选分级，得到不同质量的细粒产品，分别用于不同等级负极材料制备。该干法分选分级工艺方法解决了针状焦产品生产质量不稳定、品质差的问题，分选得到的高品级针状焦产品可以用于生产高端负极材料和大功率石墨电极，低品级产品可以用于生产中端和低端负极材料，或其他碳素材料，实现针状焦分质分级利用，提高综合利用效益。

Description

一种电池负极生产原料的干法改性提质方法
技术领域
本发明属于电极材料技术领域，具体涉及一种石墨电极及电池负极生产原料的干法改性提质方法，适用于针状焦的分选提质。
背景技术
针状焦因具有电导率低、导热性好、热膨胀系数低、机械强度高等优点，而被用于制备高功率或超高功率石墨电极、锂离子电池负极等领域，用针状焦制成的石墨电极具有耐热冲击性能强、机械强度高、氧化性能好、电极消耗低及允许的电流密度大等优点。
国内针状焦生产工艺和技术相对美日等国家仍存在较大差距，使得国产针状焦通常在热膨胀系数、空隙度、粒度方面低于进口针状焦，由于现行工艺并无将生产出的针状焦进行分选的工艺，因此国内生产的针状焦产品只能用以生产低端的电极材料，当需要生产高等级的电极时只能通过进口的方式获得原料，这削弱了国产针状焦的市场竞争力和产品附加值，更促使了我国因针状焦下游产业应用对优质针状焦存在高度依赖于进口的状态。
针状焦作为电炉炼钢与新兴电池等绿色环保领域的发展的必需原料，需求迅速扩大，国内产能也飞速提升，但优质针状焦产品供应不足。由于针状焦原料自身性质和制备工艺技术复杂性严重制约了我国针状焦产量和质量的提升，难以应对下游产业对针状焦性质与产能的要求。针状焦生产工艺包括原料预处理、延迟焦化和煅烧三个过程。现有针状焦作为制备石墨电极级电池负极生产原料时对原料预处理是不进行分选，原料的杂质混杂严重和高品质含量少，自产的针状焦作为制备石墨电极级电池负极生产原料时质量不稳定、品质差，因此，打破目前国内针状焦行业同质化竞争严重的局面，开发优质针状焦的生产新工艺已经迫在眉睫。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了涉及一种石墨电极及电池负极生产原料的干法改性提质方法，提出了由低质针状焦分选获取优质针状焦的方法，解决了目前针状焦产品分级分质利用问题，特别是针状焦生产难以产出高品质针状焦产品的问题，在不改变针状焦生产工艺的同时，通过该工艺干法分选获得优质针状焦产品，为获取优质针状焦提供了新的途径。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种石墨电极及电池负极生产原料的干法改性提质方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将针状焦给入破碎机破碎，破碎后的产品经过50mm分级筛进行分级，粒径+50mm筛上物返回破碎机进行再次破碎；
2)经过筛分，粒径-50mm筛下物给入干法分选提质系统进行分选分级，干法分选提质系统环境设置有除尘系统，干法分选提质系统将粒径50-1mm的粗颗粒针状焦经分选得到三种不同质量等级的粗粒针状焦产品：优等粗粒产品、中等粗粒产品和次等粗粒产品；
3)利用除尘系统收集粒径-1mm针状焦细颗粒，将收集到的粒径-1mm针状焦细颗粒与灰尘杂质一起给入摩擦电选机，根据针状焦细颗粒的电性质差异，利用摩擦电选机对粒径-1mm的针状焦细颗粒进行分选分级同时去除灰尘和杂质，去除灰尘和杂质后的粒径-1mm的针状焦细颗粒可直接用于负极材料制备，也可进一步利用电选设备根据颗粒的电性质差异进行分选分级，将粒径-1mm的针状焦细颗粒分选得到三种不同质量等级的细粒针状焦产品：优等细粒产品、中等细粒产品和次等细粒产品；
4)将步骤2)和步骤3)获得的三种不同质量等级的粗粒针状焦产品以及三种不同质量等级的细粒针状焦产品按照针状焦的行业指标进行评级分类，将灰分小于0.05％，挥发分小于0.4％，硫小于0.35％指标的产品定义为高品级针状焦，高品级针状焦通过混捏、成型、焙烧、石墨化等工艺生产首次放电比容量>360的大功率石墨电极或高端负极材料；将灰分大于0.1％，挥发分大于0.4％，硫大于0.5％的产品定义为低品级产品，低品级产品用于生产首次放电比容量>320的中端和低端负极材料，或作为其他碳素材料使用。
进一步，将高品级针状焦与低品级针状焦按照质量比2：1的配比进行掺配用于生产首次放电比容量>340的中品级负极材料。
进一步，所述破碎机为分级破碎机、鄂式破碎机、辊式破碎机以及冲击式破碎机。
进一步，所述分级筛为直线振动筛，震动频率可达500-1200次/分，振幅为1-10mm，提高筛分效率。
进一步，所述干法分选提质系统包括气力摇床、复合式分选机、空气跳汰分选机、脉动气流分选机中的一种，或者两种以上进行联合使用。
进一步，利用摩擦电选机对给入的粒径-1mm针状焦细颗粒与灰尘杂质一同进行分选，通过调整摩擦电选机的电压、给料速度、风速参数从而很好的将粒径-1mm针状焦细颗粒提取出来并进行分类。
与现有技术相比，本发明具有以下优势：
现有针状焦作为原料生产石墨电极及电池负极的工艺存在生产质量不稳定、品质差的问题，优质针状焦无法提取，因此不能作为原料加工优质产品，只能和劣质针状焦混合在一起生产低端产品，使原料中的优质针状焦未得到充分利用，造成资源浪费，导致现有生产工艺经济效益低。本发明将针状焦原料通过干法改性提质分成不同等级的原料，分别用于生产不同等级的石墨电极、电池负极或其他炭素原料，解决现有优质原料大量依赖进口的同时，能够大幅提高生产企业的经济效益，具有工艺简单、不需用水、污染小、成本低的特点，应用前景广泛。该工艺主要采用破碎、筛分、分选联合的工艺方法，针状焦首先经破碎到50mm以下，进入干法分选提质系统按照密度进行分选分级，50-1mm粗颗粒经分选得到不同质量等级粗粒针状焦产品，优质产品可用于石墨电极制备；1mm以下细颗粒进入除尘系统，收集后可直接作为细粒产品用于负极材料制备，也可进一步利用电选设备根据颗粒电性质差异进行分选分级，得到不同质量的细粒产品，分别用于不同等级负极材料制备。
附图说明
附图1是本发明方法墨电极及电池负极生产原料的干法改性提质方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步说明：
如图1所示，本发明的一种石墨电极及电池负极生产原料的干法改性提质方法，由破碎、筛分、分选等工艺组成；
破碎：破碎机可采用鄂式破碎机、辊式破碎机以及冲击式破碎机等；
筛分：25mm分级筛采用直线振动筛，震动频率可达500-1200次/分，振幅为1-10mm，提高筛分效率；
分选：干法分选提质系统包括摇床、复合式分选机、空气跳汰分选机、脉动气流分选机等，保证分选效果；
具体过程如下：
1)将针状焦给入破碎机破碎，破碎后的产品经过50mm分级筛进行分级，粒径+50mm筛上物返回破碎机进行再次破碎；
2)经过筛分，粒径-50mm筛下物给入干法分选提质系统进行分选分级，干法分选提质系统环境设置有除尘系统，干法分选提质系统将粒径50-1mm的粗颗粒针状焦经分选得到三种不同质量等级的粗粒针状焦产品：优等粗粒产品、中等粗粒产品和次等粗粒产品；
3)利用除尘系统收集粒径-1mm针状焦细颗粒，将收集到的粒径-1mm针状焦细颗粒与灰尘杂质一起给入摩擦电选机，根据针状焦细颗粒的电性质差异，利用摩擦电选机对粒径-1mm的针状焦细颗粒进行分选分级同时去除灰尘和杂质，将粒径-1mm的针状焦细颗粒分选得到三种不同质量等级的细粒针状焦产品：优等细粒产品、中等细粒产品和次等细粒产品；
4)将步骤2)和步骤3)获得的三种不同质量等级的粗粒针状焦产品以及三种不同质量等级的细粒针状焦产品按照针状焦的行业指标进行评级分类，将灰分小于0.05％，挥发分小于0.4％，硫小于0.35％指标的产品定义为高品级针状焦，高品级针状焦通过混捏、成型、焙烧、石墨化等工艺生产首次放电比容量>360的大功率石墨电极或高端负极材料；将灰分大于0.1％，挥发分大于0.4％，硫大于0.5％的产品定义为低品级产品，低品级产品用于生产首次放电比容量>320的中端和低端负极材料，或作为其他碳素材料使用。此外，将高品级针状焦与低品级针状焦按照质量比2：1的配比进行掺配用于生产首次放电比容量>340的中品级负极材料。
以上所述仅是本发明的个别实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种电池负极生产原料的干法改性提质方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将针状焦给入破碎机破碎，破碎后的产品经过50mm分级筛进行分级，粒径大于50mm的筛上物返回破碎机进行再次破碎；
2）经过筛分，粒径小于50mm的筛下物给入干法分选提质系统进行分选分级，干法分选提质系统环境设置有除尘系统，干法分选提质系统将粒径50mm-1mm的粗颗粒针状焦经分选得到三种不同质量等级的粗粒针状焦产品：优等粗粒产品、中等粗粒产品和次等粗粒产品；
3）利用除尘系统收集粒径-1mm针状焦细颗粒，将收集到的粒径小于1mm针状焦细颗粒与灰尘杂质一起给入摩擦电选机，根据针状焦细颗粒的电性质差异，利用摩擦电选机对粒径小于1mm的针状焦细颗粒进行分选分级同时去除灰尘和杂质，将粒径小于1mm的针状焦细颗粒分选得到三种不同质量等级的细粒针状焦产品：优等细粒产品、中等细粒产品和次等细粒产品；
4）将步骤2）和步骤3）获得的三种不同质量等级的粗粒针状焦产品以及三种不同质量等级的细粒针状焦产品按照针状焦的行业指标进行评级分类，将灰分小于0.05%，挥发分小于0.4%，硫小于0.35%指标的产品定义为优等针状焦，优等针状焦通过混捏、成型、焙烧、石墨化工艺生产首次放电比容量>360的大功率石墨电极的高端负极材料；将灰分大于0.1%，挥发分大于0.4%，硫大于0.5%的产品定义为次等产品，次等产品用于生产首次放电比容量>320的中端和低端负极材料。
2.根据权利要求1所述的一种电池负极生产原料的干法改性提质方法，其特征在于：将优等针状焦与次等针状焦按照质量比2：1的配比进行掺配用于生产首次放电比容量>340的中品级负极材料。
3.根据权利要求1所述的一种电池负极生产原料的干法改性提质方法，其特征在于：所述破碎机为分级破碎机、鄂式破碎机、辊式破碎机或冲击式破碎机。
4.根据权利要求1所述的一种电池负极生产原料的干法改性提质方法，其特征在于：所述分级筛为直线振动筛，震动频率可达500-1200次/分，直线振动筛振幅为1-10mm，提高筛分效率。
5.根据权利要求1所述的一种电池负极生产原料的干法改性提质方法，其特征在于：所述干法改性提质方法使用气力摇床、复合式分选机、空气跳汰分选机、脉动气流分选机中的一种，或者两种以上进行联合使用。
6.根据权利要求1所述的一种电池负极生产原料的干法改性提质方法，其特征在于：利用摩擦电选机对给入的粒径小于1mm的针状焦细颗粒与灰尘杂质一同进行分选，通过调整摩擦电选机的电压、给料速度、风速参数从而很好的将粒径小于1mm的针状焦细颗粒提取出来并进行分类。
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