CN117650306B - 一种废磷酸铁锂电池中金属提取分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废磷酸铁锂电池中金属提取分离装置，涉及废电池金属分离技术领域，包括超临界电解液离心萃取装置、双圆弧磨盘粉碎装置、双向萃取分离装置、外部支撑装置。超临界电解液离心萃取装置，通过离心粉碎组件的转动，来实现电解液分离功能，再通过超临界CO2将剩余电解液溶解以及离心粉碎组件对正极材料的挤压粉碎，来实现电解液的溶解排出以及金属初步粉碎功能。双圆弧磨盘粉碎装置，通过振荡支撑组件带动上粉碎机构转动和振荡，还通过锥形带轮变速组件改变下粉碎机构的传动比，来实现振荡粉碎以及变速功能。双向萃取分离装置，通过锂盐萃取耐高压隔热收集箱的萃取以及磁吸分离过滤板的磁吸分离，来实现锂盐的萃取以及金属的分离功能。
Description
技术领域
本发明涉及废电池金属分离技术领域，特别涉及一种废磷酸铁锂电池中金属提取分离装置。
背景技术
随着新能源汽车的普及，人们对于磷酸铁锂电池的使用也越来越多；同时，这也使得废旧磷酸铁锂电池的数量猛增，而如今对于这些电池的拆解回收体系尚不完善，使得很多废旧磷酸铁锂电池被废弃在垃圾场中无法处理，从而污染环境，我国的锂矿资源短缺，对于锂电池的生产，需要依赖进口的锂矿石，同时铁矿石也较为依赖进口，因此对于废旧磷酸铁锂电池中的锂金属和铁金属的回收尤为重要；而现有的废旧磷酸铁锂电池金属回收技术，主要是针对正极材料进行的湿法回收法，在回收过程中，需要使用大量的酸碱溶剂，使用不当可能就会造成二次污染，同时针对于电解液中锂盐的回收，以及有机溶剂的回收，目前仍没有较好的方法和设备；因此，需要一种能回收正极金属材料并且能回收电解液中锂盐，同时还能能减少二次污染的废磷酸铁锂电池中金属提取分离装置，来解决现有废旧磷酸铁锂电池金属回收技术所存在的缺陷。
如公告号CN112891992B的专利提供了一种基于废旧电池金属回收工艺的硫酸镍均匀型萃取设备，该装置包括废弃电池放置机构、破碎机构、初步液体收集机构和萃取机构，所述废弃电池放置机构通过破碎机构，来实现对电芯的破碎功能，所述初步液体收集机构通过萃取机构对镍盐进行萃取，来实现镍盐的过滤收集功能；该申请通过初步液体收集机构、废弃电池放置机构和破碎机构之间的配合，可实现自动对电池进行破碎，以及对液体的收集过滤功能；该装置采用的简单萃取办法，只能适用于干电池，无法对含有有机溶剂的电解液进行萃取，同时对于破碎后的电池正极材料也无法进一步提取金属，对于废旧电池中金属元素的回收效果较差；该方案也无法实现对电池的深度粉碎功能，无法将混合在一起的材料完全粉碎以及破碎，使得回收率无法进一步提高；该装置也无法将电池中的液体完全萃取挤压出来，在实际萃取过程中，仍有不少液体附着在固体材料上，在不使用其他溶剂的情况下，很难进一步提升萃取效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种废磷酸铁锂电池中金属提取分离装置，旨在解决如何同时实现正极材料和电解液中金属和金属元素的分离和提取、如何实现对电池固体材料的进一步粉碎、如何实现固体材料上附着的电解液的有效分离等现有技术存在的技术问题。
针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种废磷酸铁锂电池中金属提取分离装置，包括超临界电解液离心萃取装置、双圆弧磨盘粉碎装置、双向萃取分离装置、外部支撑装置，其特征在于：超临界电解液离心萃取装置固定安装在外部支撑装置、双向萃取分离装置和双圆弧磨盘粉碎装置上，所述超临界电解液离心萃取装置通过离心粉碎组件的转动，来实现电解液分离功能，再通过超临界CO2将剩余电解液溶解以及离心粉碎组件对正极材料的挤压粉碎，来实现电解液的溶解排出以及初步粉碎功能；双向萃取分离装置固定安装在外部支撑装置上，同时双向萃取分离装置还与双圆弧磨盘粉碎装置铰接，所述双向萃取分离装置通过锂盐萃取耐高压隔热收集箱的萃取以及磁吸分离过滤板的磁吸作用，来实现锂盐的萃取以及金属的分离功能；双圆弧磨盘粉碎装置与外部支撑装置固定连接，所述外部支撑装置用于支撑功能；双圆弧磨盘粉碎装置还包括上粉碎机构、下粉碎机构以及传动皮带；传动皮带的两端分别滑动安装在上粉碎机构和下粉碎机构上；上粉碎机构固定安装在外部支撑装置和超临界电解液离心萃取装置上，所述上粉碎机构通过振荡支撑组件的转动和振荡，来实现振荡粉碎功能；下粉碎机构铰接在双向萃取分离装置上，所述下粉碎机构通过锥形带轮变速组件改变传动比，来实现变速粉碎功能。
进一步地，超临界电解液离心萃取装置包括第一耐高压隔热罐、第一隔热高压气泵、离心粉碎组件、电解液密闭筒圈、电解液排放电推杆、第一离心粉碎电机、第一离心粉碎滚轮、离心粉碎连接架、离心粉碎电推杆、吸粉密封组件、电解液耐高压隔热箱、金属粉料转移管道、电解液过滤筒、电解液过滤板、电解液过滤电推杆；第一耐高压隔热罐固定安装在第一隔热高压气泵和外部支撑装置上，第一耐高压隔热罐中储存有超临界CO2；第一隔热高压气泵固定安装在电解液耐高压隔热箱上；离心粉碎组件铰接在电解液耐高压隔热箱上；电解液密闭筒圈滑动安装在离心粉碎组件上，同时电解液密闭筒圈上端设置有支撑板；电解液排放电推杆固定安装在电解液耐高压隔热箱上，同时电解液排放电推杆上设置有柱塞圈；第一离心粉碎电机固定安装在离心粉碎连接架上；第一离心粉碎滚轮铰接在第一离心粉碎电机上；离心粉碎连接架固定安装在离心粉碎组件上；离心粉碎电推杆的两端分别固定安装在离心粉碎连接架和离心粉碎组件上；吸粉密封组件通过密封圈固定安装在离心粉碎组件上；电解液耐高压隔热箱固定安装在外部支撑装置、双向萃取分离装置和双圆弧磨盘粉碎装置上；金属粉料转移管道固定安装在吸粉密封组件上；电解液过滤筒固定安装在离心粉碎组件上，同时电解液过滤筒还与电解液耐高压隔热箱铰接；电解液过滤板固定安装在电解液过滤电推杆上；电解液过滤电推杆固定安装在电解液过滤筒上。
进一步地，离心粉碎组件包括离心粉碎过滤筒、离心粉碎滑柱、离心粉碎支撑架、第二离心粉碎电机、第二离心粉碎滚轮、离心粉碎滑轨、离心粉碎转盘；离心粉碎过滤筒铰接在电解液耐高压隔热箱上，离心粉碎过滤筒还与电解液过滤筒固定连接，同时离心粉碎过滤筒的下半部分设置有过滤孔，离心粉碎过滤筒的上半部分与电解液密闭筒圈的支撑板滑动连接，离心粉碎过滤筒的上半部分还与离心粉碎连接架固定连接；离心粉碎滑柱滑动安装在离心粉碎过滤筒上，同时离心粉碎滑柱还与离心粉碎电推杆固定连接；离心粉碎支撑架的两端分别固定安装在离心粉碎滑柱和离心粉碎滑轨上；第二离心粉碎电机固定安装在离心粉碎滑轨上；第二离心粉碎滚轮铰接在第二离心粉碎电机上，同时第二离心粉碎滚轮还与离心粉碎转盘摩擦接触；离心粉碎转盘滑动安装在离心粉碎滑轨上，同时离心粉碎转盘上还设置有摩擦柱。
进一步地，吸粉密封组件包括吸粉密封电推杆、吸粉密封管道、吸粉密封真空泵、吸粉密封柱塞、吸粉密封蜂窝筒；吸粉密封电推杆固定安装在吸粉密封管道上；吸粉密封管道通过密封圈固定安装在离心粉碎滑柱上；吸粉密封真空泵固定安装在吸粉密封管道上；吸粉密封柱塞固定安装在吸粉密封电推杆上；吸粉密封蜂窝筒固定安装在吸粉密封管道上。
进一步地，上粉碎机构包括上圆弧粉碎磨盘、振荡支撑组件、上磨盘支撑架、上磨盘电机、变速支撑柱、变速电机、主动锥形带轮；上圆弧粉碎磨盘固定安装在振荡支撑组件上；振荡支撑组件铰接在上磨盘电机和上磨盘支撑架上；上磨盘电机固定安装在上磨盘支撑架上；上磨盘支撑架固定安装在外部支撑装置上，同时上磨盘支撑架还通过螺栓固定安装在电解液耐高压隔热箱上；变速支撑柱固定安装在上磨盘支撑架上；变速电机固定安装在变速支撑柱上；主动锥形带轮铰接在变速电机上，同时主动锥形带轮还与传动皮带的一端滑动连接。
进一步地，下粉碎机构包括下磨盘支撑架、下圆弧粉碎磨盘、下磨盘电推杆、下磨盘柱塞漏斗、下磨盘出料管、锥形带轮变速组件；下圆弧粉碎磨盘固定安装在下磨盘支撑架上，同时下圆弧粉碎磨盘上还设置有漏孔；下磨盘电推杆固定安装在下磨盘支撑架上；下磨盘柱塞漏斗固定安装在下磨盘电推杆上，同时下圆弧粉碎磨盘上还设置有柱塞；下磨盘出料管固定安装在下磨盘支撑架上，同时下磨盘出料管与下磨盘柱塞漏斗滑动连接，下磨盘出料管还与双向萃取分离装置上的金属粉料收集箱铰接；锥形带轮变速组件固定安装在下磨盘出料管上，同时锥形带轮变速组件还与传动皮带的一端滑动连接。
进一步地，振荡支撑组件包括振荡支撑十字架、振荡支撑连杆、振荡支撑滑块、振荡支撑电推杆、振荡支撑转盘、振荡支撑杠杆；振荡支撑十字架与上圆弧粉碎磨盘固定连接；振荡支撑连杆的两端分别铰接在振荡支撑十字架和振荡支撑杠杆上；振荡支撑滑块滑动安装在振荡支撑杠杆上；振荡支撑电推杆铰接在振荡支撑滑块上，同时振荡支撑电推杆还固定安装在振荡支撑转盘上；振荡支撑转盘铰接在上磨盘电机和上磨盘支撑架上；振荡支撑杠杆铰接在振荡支撑转盘上。
进一步地，锥形带轮变速组件包括从动锥形带轮、变速滑槽、变速电推杆、变速限边滑块；从动锥形带轮固定安装在下磨盘出料管上，同时从动锥形带轮与传动皮带的一端滑动连接，从动锥形带轮上还设置有变速滑槽；变速电推杆固定安装在从动锥形带轮上；变速限边滑块固定安装在变速电推杆上，同时变速限边滑块还滑动安装在变速滑槽上。
进一步地，双向萃取分离装置包括坡面支撑架、抖动电推杆、磁吸分离过滤板、金属粉料收集箱、有机溶剂萃取收集箱、锂盐萃取耐高压隔热收集箱、耐高压散热冷凝管、第一耐高压阀门、第二耐高压隔热罐、第二隔热高压气泵、第二耐高压阀门；坡面支撑架通过螺栓固定安装在金属粉料收集箱上；抖动电推杆固定安装在坡面支撑架上；磁吸分离过滤板滑动安装在金属粉料收集箱上，同时磁吸分离过滤板还固定安装在抖动电推杆上；金属粉料收集箱通过螺栓固定安装在有机溶剂萃取收集箱上，同时金属粉料收集箱还固定安装在外部支撑装置上；有机溶剂萃取收集箱固定安装在外部支撑装置上，同时有机溶剂萃取收集箱还固定安装在第二耐高压阀门上；耐高压散热冷凝管固定安装在电解液耐高压隔热箱上；第一耐高压阀门固定安装在高压散热冷凝管上；锂盐萃取耐高压隔热收集箱固定安装在第一耐高压阀门上，同时锂盐萃取耐高压隔热收集箱还固定安装在外部支撑装置上；第二隔热高压气泵固定安装在锂盐萃取耐高压隔热收集箱上；第二耐高压隔热罐固定安装在第二隔热高压气泵上，同时第二耐高压隔热罐还固定安装在外部支撑装置上，第二耐高压隔热罐中储存有超临界CO2和丙酮；第二耐高压阀门固定安装在锂盐萃取耐高压隔热收集箱上。
一种废磷酸铁锂电池中金属提取分离装置的方法，采用如上述的一种废磷酸铁锂电池中金属提取分离装置，包括如下步骤：
步骤一：将吸粉密封组件和密封圈取下，随后将剪切下来的正极材料以及电解液一并通过离心粉碎滑柱的中心孔投入到离心粉碎过滤筒中。
步骤二：电解液从电解液过滤筒和电解液过滤板上过滤后流出，第一离心粉碎滚轮滚动带动离心粉碎组件转动，离心粉碎组件通过离心力将电解液甩出。
步骤三：第一隔热高压气泵将超临界CO2注入到电解液耐高压隔热箱中，将剩余电解液全部溶解。
步骤四：电解液排放电推杆的柱塞圈下移，同时离心粉碎电推杆带动离心粉碎转盘下移，将溶解后的电解液全部推入到耐高压散热冷凝管中。
步骤五：电解液和超临界CO2在耐高压散热冷凝管中重新冷却为液体，随后排入到锂盐萃取耐高压隔热收集箱中
步骤六：在步骤四进行的同时，第二离心粉碎滚轮驱动离心粉碎转盘旋转，来实现对正极材料的初步粉碎。
步骤七：第二隔热高压气泵将中储存有超临界CO2和丙酮注入到锂盐萃取耐高压隔热收集箱中，将电解液中的锂盐溶解，而未溶解的有机溶剂被排放到有机溶剂萃取收集箱中，从而实现对锂盐的萃取。
步骤八：在步骤七的同时，吸粉密封组件将初步粉碎后的正极材料转移到下粉碎机构的下圆弧粉碎磨盘中，随后上粉碎机构的上圆弧粉碎磨盘通过振荡支撑组件振荡转动，同时下圆弧粉碎磨盘根据实际情况变速转动，将正极材料进一步粉碎为金属粉末。
步骤九：下磨盘电推杆带动下磨盘柱塞漏斗下移，使得金属粉末从下圆弧粉碎磨盘的漏孔进入到下磨盘柱塞漏斗中，随后下漏到金属粉料收集箱中。
步骤十：抖动电推杆带动磁吸分离过滤板抖动，将金属粉末中的铁粉吸附，锂粉和铝粉进入到金属粉料收集箱底部进行收集。
本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）超临界电解液离心萃取装置，通过离心粉碎组件的转动，来实现电解液分离功能，再通过超临界CO2将剩余电解液溶解以及离心粉碎组件对正极材料的挤压粉碎，来实现电解液的溶解排出以及金属初步粉碎功能。（2）双圆弧磨盘粉碎装置，通过振荡支撑组件带动上粉碎机构转动和振荡，还通过锥形带轮变速组件改变下粉碎机构的传动比，来实现振荡粉碎以及变速功能。（3）双向萃取分离装置，通过锂盐萃取耐高压隔热收集箱的萃取以及磁吸分离过滤板的磁吸分离，来实现锂盐的萃取以及金属的分离功能。
附图说明
图1为本发明实施例的工作状态的总装结构示意图。
图2为本发明超临界电解液离心萃取装置的结构示意图。
图3为本发明离心粉碎组件的结构示意图。
图4为本发明吸粉密封组件的结构示意图。
图5为本发明双圆弧磨盘粉碎装置的结构示意图一。
图6为本发明双圆弧磨盘粉碎装置的结构示意图二。
图7为本发明振荡支撑组件的结构示意图。
图8为本发明锥形带轮变速组件的结构示意图。
图9为本发明双向萃取分离装置的结构示意图。
图中：1-超临界电解液离心萃取装置；2-双圆弧磨盘粉碎装置；3-双向萃取分离装置；4-外部支撑装置；101-第一耐高压隔热罐；102-第一隔热高压气泵；103-离心粉碎组件；104-电解液密闭筒圈；105-电解液排放电推杆；106-第一离心粉碎电机；107-第一离心粉碎滚轮；108-离心粉碎连接架；109-离心粉碎电推杆；110-吸粉密封组件；111-电解液耐高压隔热箱；112-金属粉料转移管道；113-电解液过滤筒；114-电解液过滤板；115-电解液过滤电推杆；10301-离心粉碎过滤筒；10302-离心粉碎滑柱；10303-离心粉碎支撑架；10304-第二离心粉碎电机；10305-第二离心粉碎滚轮；10306-离心粉碎滑轨；10307-离心粉碎转盘；11001-吸粉密封电推杆；11002-吸粉密封管道；11003-吸粉密封真空泵；11004-吸粉密封柱塞；11005-吸粉密封蜂窝筒；201-上圆弧粉碎磨盘；202-振荡支撑组件；203-上磨盘支撑架；204-上磨盘电机；205-变速支撑柱；206-变速电机；207-主动锥形带轮；208-传动皮带；209-下磨盘支撑架；210-下圆弧粉碎磨盘；211-下磨盘电推杆；212-下磨盘柱塞漏斗；213-下磨盘出料管；214-锥形带轮变速组件；20201-振荡支撑十字架；20202-振荡支撑连杆；20203-振荡支撑滑块；20204-振荡支撑电推杆；20205-振荡支撑转盘；20206-振荡支撑杠杆；21401-从动锥形带轮；21402-变速滑槽；21403-变速电推杆；21404-变速限边滑块；301-坡面支撑架；302-抖动电推杆；303-磁吸分离过滤板；304-金属粉料收集箱；305-有机溶剂萃取收集箱；306-锂盐萃取耐高压隔热收集箱；307-耐高压散热冷凝管；308-第一耐高压阀门；309-第二耐高压隔热罐；310-第二隔热高压气泵；311-第二耐高压阀门。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
图1至图9为本发明的优选实施例。
如图1所示，超临界电解液离心萃取装置1固定安装在外部支撑装置4、双向萃取分离装置3和双圆弧磨盘粉碎装置2上，所述超临界电解液离心萃取装置1通过离心粉碎组件103的转动，来实现电解液分离功能，再通过超临界CO2将剩余电解液溶解以及离心粉碎组件103对正极材料的挤压粉碎，来实现电解液的溶解排出以及初步粉碎功能；双向萃取分离装置3固定安装在外部支撑装置4上，同时双向萃取分离装置3还与双圆弧磨盘粉碎装置2铰接，所述双向萃取分离装置3通过锂盐萃取耐高压隔热收集箱306的萃取以及磁吸分离过滤板303的磁吸作用，来实现锂盐的萃取以及金属的分离功能；双圆弧磨盘粉碎装置2与外部支撑装置4固定连接，所述外部支撑装置4用于支撑功能；双圆弧磨盘粉碎装置2还包括上粉碎机构、下粉碎机构以及传动皮带208；传动皮带208的两端分别滑动安装在上粉碎机构和下粉碎机构上；上粉碎机构固定安装在外部支撑装置4和超临界电解液离心萃取装置1上，所述上粉碎机构通过振荡支撑组件202的转动和振荡，来实现振荡粉碎功能；下粉碎机构铰接在双向萃取分离装置3上，所述下粉碎机构通过锥形带轮变速组件214改变传动比，来实现变速粉碎功能。
如图2所示，在超临界电解液离心萃取装置1中，第一耐高压隔热罐101固定安装在第一隔热高压气泵102和外部支撑装置4上，第一耐高压隔热罐101中储存有超临界CO2；第一隔热高压气泵102固定安装在电解液耐高压隔热箱111上；离心粉碎组件103铰接在电解液耐高压隔热箱111上；电解液密闭筒圈104滑动安装在离心粉碎组件103上，同时电解液密闭筒圈104上端设置有支撑板；电解液排放电推杆105固定安装在电解液耐高压隔热箱111上，同时电解液排放电推杆105上设置有柱塞圈；第一离心粉碎电机106固定安装在离心粉碎连接架108上；第一离心粉碎滚轮107铰接在第一离心粉碎电机106上；离心粉碎连接架108固定安装在离心粉碎组件103上；离心粉碎电推杆109的两端分别固定安装在离心粉碎连接架108和离心粉碎组件103上；吸粉密封组件110通过密封圈固定安装在离心粉碎组件103上；电解液耐高压隔热箱111固定安装在外部支撑装置4、双向萃取分离装置3和双圆弧磨盘粉碎装置2上；金属粉料转移管道112固定安装在吸粉密封组件110上；电解液过滤筒113固定安装在离心粉碎组件103上，同时电解液过滤筒113还与电解液耐高压隔热箱111铰接；电解液过滤板114固定安装在电解液过滤电推杆115上；电解液过滤电推杆115固定安装在电解液过滤筒113上。
如图3所示，在离心粉碎组件103中，离心粉碎过滤筒10301铰接在电解液耐高压隔热箱111上，离心粉碎过滤筒10301还与电解液过滤筒113固定连接，同时离心粉碎过滤筒10301的下半部分设置有过滤孔，离心粉碎过滤筒10301的上半部分与电解液密闭筒圈104的支撑板滑动连接，离心粉碎过滤筒10301的上半部分还与离心粉碎连接架108固定连接；离心粉碎滑柱10302滑动安装在离心粉碎过滤筒10301上，同时离心粉碎滑柱10302还与离心粉碎电推杆109固定连接；离心粉碎支撑架10303的两端分别固定安装在离心粉碎滑柱10302和离心粉碎滑轨10306上；第二离心粉碎电机10304固定安装在离心粉碎滑轨10306上；第二离心粉碎滚轮10305铰接在第二离心粉碎电机10304上，同时第二离心粉碎滚轮10305还与离心粉碎转盘10307摩擦接触；离心粉碎转盘10307滑动安装在离心粉碎滑轨10306上，同时离心粉碎转盘10307上还设置有摩擦柱。
如图4所示，在吸粉密封组件110中，吸粉密封电推杆11001固定安装在吸粉密封管道11002上；吸粉密封管道11002通过密封圈固定安装在离心粉碎滑柱10302上；吸粉密封真空泵11003固定安装在吸粉密封管道11002上；吸粉密封柱塞11004固定安装在吸粉密封电推杆11001上；吸粉密封蜂窝筒11005固定安装在吸粉密封管道11002上。
如图5和图6所示，在双圆弧磨盘粉碎装置2中，传动皮带208的两端分别滑动安装在上粉碎机构和下粉碎机构上；上粉碎机构固定安装在外部支撑装置4上；下粉碎机构铰接在双向萃取分离装置3上；在上粉碎机构中，上圆弧粉碎磨盘201固定安装在振荡支撑组件202上；振荡支撑组件202铰接在上磨盘电机204和上磨盘支撑架203上；上磨盘电机204固定安装在上磨盘支撑架203上；上磨盘支撑架203固定安装在外部支撑装置4上，同时上磨盘支撑架203还通过螺栓固定安装在电解液耐高压隔热箱111上；变速支撑柱205固定安装在上磨盘支撑架203上；变速电机206固定安装在变速支撑柱205上；主动锥形带轮207铰接在变速电机206上，同时主动锥形带轮207还与传动皮带208的一端滑动连接；在下粉碎机构中，下圆弧粉碎磨盘210固定安装在下磨盘支撑架209上，同时下圆弧粉碎磨盘210上还设置有漏孔；下磨盘电推杆211固定安装在下磨盘支撑架209上；下磨盘柱塞漏斗212固定安装在下磨盘电推杆211上，同时下圆弧粉碎磨盘210上还设置有柱塞；下磨盘出料管213固定安装在下磨盘支撑架209上，同时下磨盘出料管213与下磨盘柱塞漏斗212滑动连接，下磨盘出料管213还与双向萃取分离装置3上的金属粉料收集箱304铰接；锥形带轮变速组件214固定安装在下磨盘出料管213上，同时锥形带轮变速组件214还与传动皮带208的一端滑动连接。
如图7所示，在振荡支撑组件202中，振荡支撑十字架20201与上圆弧粉碎磨盘201固定连接；振荡支撑连杆20202的两端分别铰接在振荡支撑十字架20201和振荡支撑杠杆20206上；振荡支撑滑块20203滑动安装在振荡支撑杠杆20206上；振荡支撑电推杆20204铰接在振荡支撑滑块20203上，同时振荡支撑电推杆20204还固定安装在振荡支撑转盘20205上；振荡支撑转盘20205铰接在上磨盘电机204和上磨盘支撑架203上；振荡支撑杠杆20206铰接在振荡支撑转盘20205上。
如图8所示，在锥形带轮变速组件214中，从动锥形带轮21401固定安装在下磨盘出料管213上，同时从动锥形带轮21401与传动皮带208的一端滑动连接，从动锥形带轮21401上还设置有变速滑槽21402；变速电推杆21403固定安装在从动锥形带轮21401上；变速限边滑块21404固定安装在变速电推杆21403上，同时变速限边滑块21404还滑动安装在变速滑槽21402上。
如图9所示，在双向萃取分离装置3中，坡面支撑架301通过螺栓固定安装在金属粉料收集箱304上；抖动电推杆302固定安装在坡面支撑架301上；磁吸分离过滤板303滑动安装在金属粉料收集箱304上，同时磁吸分离过滤板303还固定安装在抖动电推杆302上；金属粉料收集箱304通过螺栓固定安装在有机溶剂萃取收集箱305上，同时金属粉料收集箱304还固定安装在外部支撑装置4上；有机溶剂萃取收集箱305固定安装在外部支撑装置4上，同时有机溶剂萃取收集箱305还固定安装在第二耐高压阀门311上；耐高压散热冷凝管307固定安装在电解液耐高压隔热箱111上；第一耐高压阀门308固定安装在高压散热冷凝管上；锂盐萃取耐高压隔热收集箱306固定安装在第一耐高压阀门308上，同时锂盐萃取耐高压隔热收集箱306还固定安装在外部支撑装置4上；第二隔热高压气泵310固定安装在锂盐萃取耐高压隔热收集箱306上；第二耐高压隔热罐309固定安装在第二隔热高压气泵310上，同时第二耐高压隔热罐309还固定安装在外部支撑装置4上，第二耐高压隔热罐309中储存有超临界CO2和丙酮；第二耐高压阀门311固定安装在锂盐萃取耐高压隔热收集箱306上。
本发明的工作原理：图1给出了本发明的使用方式和对应的场景，废磷酸铁锂电池中金属提取分离过程的姿态控制，由超临界电解液离心萃取装置1、双圆弧磨盘粉碎装置2和双向萃取分离装置3决定，双圆弧磨盘粉碎装置2的姿态由超临界电解液离心萃取装置1决定，双向萃取分离装置3的姿态由超临界电解液离心萃取装置1决定，超临界电解液离心萃取装置1是废磷酸铁锂电池中金属提取分离过程的核心所在。
以实施例一为例，将超临界电解液离心萃取装置1上的吸粉密封组件110和密封圈取下，随后将剪切下来的正极材料以及电解液一并通过离心粉碎滑柱10302的中心孔投入到离心粉碎过滤筒10301中，电解液从电解液过滤筒113和电解液过滤板114上过滤后流出，第一离心粉碎滚轮107滚动带动离心粉碎组件103转动，离心粉碎组件103通过离心力将电解液甩出，第一隔热高压气泵102将超临界CO2注入到电解液耐高压隔热箱111中，将剩余电解液全部溶解，电解液排放电推杆105的柱塞圈下移，同时离心粉碎电推杆109带动离心粉碎转盘10307下移，将溶解后的电解液全部推入到双向萃取分离装置3上的耐高压散热冷凝管307中，电解液和超临界CO2在耐高压散热冷凝管307中重新冷却为液体，随后排入到锂盐萃取耐高压隔热收集箱306中，第二离心粉碎滚轮10305驱动离心粉碎转盘10307旋转，来实现对正极材料的初步粉碎。第二隔热高压气泵310将中储存有超临界CO2和丙酮注入到锂盐萃取耐高压隔热收集箱306中，将电解液中的锂盐溶解，而未溶解的有机溶剂被排放到有机溶剂萃取收集箱305中，从而实现对锂盐的萃取；超临界电解液离心萃取装置1上的吸粉密封组件110将初步粉碎后的正极材料转移到下粉碎机构的下圆弧粉碎磨盘210中，随后上粉碎机构的上圆弧粉碎磨盘201通过振荡支撑组件202振荡转动，同时下圆弧粉碎磨盘210根据实际情况变速转动，将正极材料进一步粉碎为金属粉末，双圆弧磨盘粉碎装置2上的下磨盘电推杆211带动下磨盘柱塞漏斗212下移，使得金属粉末从下圆弧粉碎磨盘210的漏孔进入到下磨盘柱塞漏斗212中，随后下漏到双向萃取分离装置3的金属粉料收集箱304中，抖动电推杆302带动磁吸分离过滤板303抖动，将金属粉末中的铁粉吸附，锂粉和铝粉进入到金属粉料收集箱304底部进行收集。
具体的，如图2、图3和图4所示，首先将吸粉密封组件110和密封圈从离心粉碎滑柱10302中拔出，将剪切好的正极材料与电解液从离心粉碎滑柱10302的中心孔放入到离心粉碎过滤筒10301和电解液过滤筒113中，随后通过密封圈将吸粉密封组件110重新安装到离心粉碎滑柱10302上，此时一部分电解液直接通过电解液过滤筒113和电解液过滤板114流到双向萃取分离装置3中，来实现对电解液的过滤提取；第一离心粉碎电机106驱动第一离心粉碎滚轮107在电解液耐高压隔热箱111上滚动，第一离心粉碎滚轮107通过离心粉碎连接架108带动离心粉碎过滤筒10301转动，通过离心力将正极材料上的电解液滴甩出，来实现电解液离心分离功能；电解液过滤电推杆115推动电解液过滤板114上移，将正极材料和剩余不易提取的电解液向上移动，随后第一隔热高压气泵102将第一耐高压隔热罐101中的超临界CO2排放到电解液耐高压隔热箱111中，超临界CO2将剩余的电解液全部溶解，随后电解液排放电推杆105向下移动，带动电解液密闭筒圈104下移将离心粉碎过滤筒10301下半部分的过滤孔全部遮蔽，同时离心粉碎电推杆109带动离心粉碎滑柱10302下移，离心粉碎滑柱10302带动离心粉碎转盘10307下移，此时配合电解液排放电推杆105上的柱塞圈，将超临界CO2电解液一起挤压排放到双向萃取分离装置3中，来实现超临界萃取以及正极材料初步压碎功能；离心粉碎支撑架10303用于离心粉碎滑柱10302和离心粉碎滑轨10306的连接；离心粉碎滑轨10306上的第二离心粉碎电机10304驱动第二离心粉碎滚轮10305滚动，第二离心粉碎滚轮10305带动离心粉碎转盘10307旋转，离心粉碎转盘10307通过设置的摩擦柱，来实现对正极材料的进一步碾碎功能；在压碎后，吸粉密封组件110上的吸粉密封电推杆11001收缩，带动吸粉密封柱塞11004从吸粉密封蜂窝筒11005中拔出，使得吸粉密封蜂窝筒11005上的通孔与吸粉密封管道11002连通，此时启动吸粉密封真空泵11003，将粉碎后的正极材料通过金属粉料转移管道112转移到双圆弧磨盘粉碎装置2中。
如图5、图6、图7和图8所示，粉碎后的正极材料通过金属粉料转移管道112转移到下粉碎机构的下圆弧粉碎磨盘210中，随后上磨盘支撑架203上的上磨盘电机204驱动上粉碎机构上的振荡支撑组件202转动，振荡支撑组件202带动上圆弧粉碎磨盘201转动，同时振荡支撑组件202上的振荡支撑电推杆20204往复伸缩，振荡支撑电推杆20204通过振荡支撑滑块20203的相对滑动带动振荡支撑转盘20205上的振荡支撑杠杆20206上下摆动，振荡支撑杠杆20206通过振荡支撑连杆20202带动振荡支撑十字架20201摆动振荡，来实现上粉碎机构的振荡粉碎功能；变速支撑柱205上的变速电机206带动主动锥形带轮207转动，主动锥形带轮207通过传动皮带208带动锥形带轮变速组件214上的从动锥形带轮21401转动，从动锥形带轮21401带动下磨盘出料管213转动，下磨盘出料管213带动下磨盘支撑架209和下圆弧粉碎磨盘210转动，同时根据实际粉碎情况，变速电推杆21403带动变速限边滑块21404在变速滑槽21402上滑动，主动调整传动皮带208在从动锥形带轮21401上的位置，来实现从动锥形带轮21401与主动锥形带轮207之间传动比的改变，从而实现变速粉碎功能；粉碎完成后，下磨盘电推杆211回缩带动下磨盘柱塞漏斗212上的柱塞从下圆弧粉碎磨盘210的漏孔中拔出，使得金属粉末从漏孔落到下磨盘柱塞漏斗212中，随后通过下磨盘柱塞漏斗212落入到下磨盘出料管213中，再落入到双向萃取分离装置3中，来实现下料功能。
如图9所示，当超临界CO2与电解液落入到耐高压散热冷凝管307后，耐高压散热冷凝管307会将热量散发，使得超临界CO2与电解液转变为液相，此时打开第一耐高压阀门308，液相的超临界CO2与电解液会进入到锂盐萃取耐高压隔热收集箱306中，随后第一耐高压阀门308立即关闭，同时第二隔热高压气泵310将第二耐高压隔热罐309中的超临界CO2与丙酮排放到锂盐萃取耐高压隔热收集箱306中，液相的超临界CO2重新恢复到超临界状态，同时超临界CO2与丙酮会将电解液中的锂盐重新溶解，再将第二耐高压阀门311打开，没有溶解的有机溶剂，会流入到有机溶剂萃取收集箱305中进行收集，随后再对锂盐萃取耐高压隔热收集箱306进行泄压，将锂盐重新析出收集；当金属粉末进入到金属粉料收集箱304后，坡面支撑架301上的抖动电推杆302往复伸缩，带动磁吸分离过滤板303在金属粉料收集箱304中往复滑动，使得落在磁吸分离过滤板303上的金属粉末被抖动过滤，其中铁粉会被磁吸分离过滤板303吸附，而铝粉、锂粉以及铝的氧化物会进入到金属粉料收集箱304的底部进行收集。
一种废磷酸铁锂电池中金属提取分离装置的方法，采用如上述的一种废磷酸铁锂电池中金属提取分离装置，包括如下步骤：
步骤一：将吸粉密封组件110和密封圈取下，随后将剪切下来的正极材料以及电解液一并通过离心粉碎滑柱10302的中心孔投入到离心粉碎过滤筒10301中。
步骤二：电解液从电解液过滤筒113和电解液过滤板114上过滤后流出，第一离心粉碎滚轮107滚动带动离心粉碎组件103转动，离心粉碎组件103通过离心力将电解液甩出。
步骤三：第一隔热高压气泵102将超临界CO2注入到电解液耐高压隔热箱111中，将剩余电解液全部溶解。
步骤四：电解液排放电推杆105的柱塞圈下移，同时离心粉碎电推杆109带动离心粉碎转盘10307下移，将溶解后的电解液全部推入到耐高压散热冷凝管307中。
步骤五：电解液和超临界CO2在耐高压散热冷凝管307中重新冷却为液体，随后排入到锂盐萃取耐高压隔热收集箱306中
步骤六：在步骤四进行的同时，第二离心粉碎滚轮10305驱动离心粉碎转盘10307旋转，来实现对正极材料的初步粉碎。
步骤七：第二隔热高压气泵310将中储存有超临界CO2和丙酮注入到锂盐萃取耐高压隔热收集箱306中，将电解液中的锂盐溶解，而未溶解的有机溶剂被排放到有机溶剂萃取收集箱305中，从而实现对锂盐的萃取。
步骤八：在步骤七的同时，吸粉密封组件110将初步粉碎后的正极材料转移到下粉碎机构的下圆弧粉碎磨盘210中，随后上粉碎机构的上圆弧粉碎磨盘201通过振荡支撑组件202振荡转动，同时下圆弧粉碎磨盘210根据实际情况变速转动，将正极材料进一步粉碎为金属粉末。
步骤九：下磨盘电推杆211带动下磨盘柱塞漏斗212下移，使得金属粉末从下圆弧粉碎磨盘210的漏孔进入到下磨盘柱塞漏斗212中，随后下漏到金属粉料收集箱304中。
步骤十：抖动电推杆302带动磁吸分离过滤板303抖动，将金属粉末中的铁粉吸附，锂粉和铝粉进入到金属粉料收集箱304底部进行收集。
本发明不局限上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种废磷酸铁锂电池中金属提取分离装置，包括超临界电解液离心萃取装置（1）、双圆弧磨盘粉碎装置（2）、双向萃取分离装置（3）、外部支撑装置（4），其特征在于：超临界电解液离心萃取装置（1）固定安装在外部支撑装置（4）、双向萃取分离装置（3）和双圆弧磨盘粉碎装置（2）上，所述超临界电解液离心萃取装置（1）通过离心粉碎组件（103）的转动，来实现电解液分离功能，再通过超临界CO2将剩余电解液溶解以及离心粉碎组件（103）对正极材料的挤压粉碎，来实现电解液的溶解排出以及初步粉碎功能；双向萃取分离装置（3）固定安装在外部支撑装置（4）上，同时双向萃取分离装置（3）还与双圆弧磨盘粉碎装置（2）铰接，所述双向萃取分离装置（3）通过锂盐萃取耐高压隔热收集箱（306）的萃取以及磁吸分离过滤板（303）的磁吸作用，来实现锂盐的萃取以及金属的分离功能；双圆弧磨盘粉碎装置（2）与外部支撑装置（4）固定连接，所述外部支撑装置（4）用于支撑功能；双圆弧磨盘粉碎装置（2）还包括上粉碎机构、下粉碎机构以及传动皮带（208）；传动皮带（208）的两端分别滑动安装在上粉碎机构和下粉碎机构上；上粉碎机构固定安装在外部支撑装置（4）和超临界电解液离心萃取装置（1）上，所述上粉碎机构通过振荡支撑组件（202）的转动和振荡，来实现振荡粉碎功能；下粉碎机构铰接在双向萃取分离装置（3）上，所述下粉碎机构通过锥形带轮变速组件（214）改变传动比，来实现变速粉碎功能；超临界电解液离心萃取装置（1）还包括第一耐高压隔热罐（101）、第一隔热高压气泵（102）、离心粉碎组件（103）、电解液密闭筒圈（104）、电解液排放电推杆（105）、第一离心粉碎电机（106）、第一离心粉碎滚轮（107）、离心粉碎连接架（108）、离心粉碎电推杆（109）、吸粉密封组件（110）、电解液耐高压隔热箱（111）、金属粉料转移管道（112）、电解液过滤筒（113）、电解液过滤板（114）、电解液过滤电推杆（115）；第一耐高压隔热罐（101）固定安装在第一隔热高压气泵（102）和外部支撑装置（4）上，第一耐高压隔热罐（101）中储存有超临界CO2；第一隔热高压气泵（102）固定安装在电解液耐高压隔热箱（111）上；离心粉碎组件（103）铰接在电解液耐高压隔热箱（111）上；电解液密闭筒圈（104）滑动安装在离心粉碎组件（103）上，同时电解液密闭筒圈（104）上端设置有支撑板；电解液排放电推杆（105）固定安装在电解液耐高压隔热箱（111）上，同时电解液排放电推杆（105）上设置有柱塞圈；第一离心粉碎电机（106）固定安装在离心粉碎连接架（108）上；第一离心粉碎滚轮（107）铰接在第一离心粉碎电机（106）上；离心粉碎连接架（108）固定安装在离心粉碎组件（103）上；离心粉碎电推杆（109）的两端分别固定安装在离心粉碎连接架（108）和离心粉碎组件（103）上；吸粉密封组件（110）通过密封圈固定安装在离心粉碎组件（103）上；电解液耐高压隔热箱（111）固定安装在外部支撑装置（4）、双向萃取分离装置（3）和双圆弧磨盘粉碎装置（2）上；金属粉料转移管道（112）固定安装在吸粉密封组件（110）上；电解液过滤筒（113）固定安装在离心粉碎组件（103）上，同时电解液过滤筒（113）还与电解液耐高压隔热箱（111）铰接；电解液过滤板（114）固定安装在电解液过滤电推杆（115）上；电解液过滤电推杆（115）固定安装在电解液过滤筒（113）上；离心粉碎组件（103）还包括离心粉碎过滤筒（10301）、离心粉碎滑柱（10302）、离心粉碎支撑架（10303）、第二离心粉碎电机（10304）、第二离心粉碎滚轮（10305）、离心粉碎滑轨（10306）、离心粉碎转盘（10307）；离心粉碎过滤筒（10301）铰接在电解液耐高压隔热箱（111）上，离心粉碎过滤筒（10301）还与电解液过滤筒（113）固定连接，同时离心粉碎过滤筒（10301）的下半部分设置有过滤孔，离心粉碎过滤筒（10301）的上半部分与电解液密闭筒圈（104）的支撑板滑动连接，离心粉碎过滤筒（10301）的上半部分还与离心粉碎连接架（108）固定连接；离心粉碎滑柱（10302）滑动安装在离心粉碎过滤筒（10301）上，同时离心粉碎滑柱（10302）还与离心粉碎电推杆（109）固定连接；离心粉碎支撑架（10303）的两端分别固定安装在离心粉碎滑柱（10302）和离心粉碎滑轨（10306）上；第二离心粉碎电机（10304）固定安装在离心粉碎滑轨（10306）上；第二离心粉碎滚轮（10305）铰接在第二离心粉碎电机（10304）上，同时第二离心粉碎滚轮（10305）还与离心粉碎转盘（10307）摩擦接触；离心粉碎转盘（10307）滑动安装在离心粉碎滑轨（10306）上，同时离心粉碎转盘（10307）上还设置有摩擦柱；吸粉密封组件（110）还包括吸粉密封电推杆（11001）、吸粉密封管道（11002）、吸粉密封真空泵（11003）、吸粉密封柱塞（11004）、吸粉密封蜂窝筒（11005）；吸粉密封电推杆（11001）固定安装在吸粉密封管道（11002）上；吸粉密封管道（11002）通过密封圈固定安装在离心粉碎滑柱（10302）上；吸粉密封真空泵（11003）固定安装在吸粉密封管道（11002）上；吸粉密封柱塞（11004）固定安装在吸粉密封电推杆（11001）上；吸粉密封蜂窝筒（11005）固定安装在吸粉密封管道（11002）上。
2.如权利要求1所述的一种废磷酸铁锂电池中金属提取分离装置，其特征在于：上粉碎机构包括上圆弧粉碎磨盘（201）、振荡支撑组件（202）、上磨盘支撑架（203）、上磨盘电机（204）、变速支撑柱（205）、变速电机（206）、主动锥形带轮（207）；上圆弧粉碎磨盘（201）固定安装在振荡支撑组件（202）上；振荡支撑组件（202）铰接在上磨盘电机（204）和上磨盘支撑架（203）上；上磨盘电机（204）固定安装在上磨盘支撑架（203）上；上磨盘支撑架（203）固定安装在外部支撑装置（4）上，同时上磨盘支撑架（203）还通过螺栓固定安装在电解液耐高压隔热箱（111）上；变速支撑柱（205）固定安装在上磨盘支撑架（203）上；变速电机（206）固定安装在变速支撑柱（205）上；主动锥形带轮（207）铰接在变速电机（206）上，同时主动锥形带轮（207）还与传动皮带（208）的一端滑动连接。
3.如权利要求2所述的一种废磷酸铁锂电池中金属提取分离装置，其特征在于：下粉碎机构包括下磨盘支撑架（209）、下圆弧粉碎磨盘（210）、下磨盘电推杆（211）、下磨盘柱塞漏斗（212）、下磨盘出料管（213）、锥形带轮变速组件（214）；下圆弧粉碎磨盘（210）固定安装在下磨盘支撑架（209）上，同时下圆弧粉碎磨盘（210）上还设置有漏孔；下磨盘电推杆（211）固定安装在下磨盘支撑架（209）上；下磨盘柱塞漏斗（212）固定安装在下磨盘电推杆（211）上，同时下圆弧粉碎磨盘（210）上还设置有柱塞；下磨盘出料管（213）固定安装在下磨盘支撑架（209）上，同时下磨盘出料管（213）与下磨盘柱塞漏斗（212）滑动连接，下磨盘出料管（213）还与双向萃取分离装置（3）上的金属粉料收集箱（304）铰接；锥形带轮变速组件（214）固定安装在下磨盘出料管（213）上，同时锥形带轮变速组件（214）还与传动皮带（208）的一端滑动连接。
4.如权利要求3所述的一种废磷酸铁锂电池中金属提取分离装置，其特征在于：振荡支撑组件（202）包括振荡支撑十字架（20201）、振荡支撑连杆（20202）、振荡支撑滑块（20203）、振荡支撑电推杆（20204）、振荡支撑转盘（20205）、振荡支撑杠杆（20206）；振荡支撑十字架（20201）与上圆弧粉碎磨盘（201）固定连接；振荡支撑连杆（20202）的两端分别铰接在振荡支撑十字架（20201）和振荡支撑杠杆（20206）上；振荡支撑滑块（20203）滑动安装在振荡支撑杠杆（20206）上；振荡支撑电推杆（20204）铰接在振荡支撑滑块（20203）上，同时振荡支撑电推杆（20204）还固定安装在振荡支撑转盘（20205）上；振荡支撑转盘（20205）铰接在上磨盘电机（204）和上磨盘支撑架（203）上；振荡支撑杠杆（20206）铰接在振荡支撑转盘（20205）上。
5.如权利要求4所述的一种废磷酸铁锂电池中金属提取分离装置，其特征在于：锥形带轮变速组件（214）包括从动锥形带轮（21401）、变速滑槽（21402）、变速电推杆（21403）、变速限边滑块（21404）；从动锥形带轮（21401）固定安装在下磨盘出料管（213）上，同时从动锥形带轮（21401）与传动皮带（208）的一端滑动连接，从动锥形带轮（21401）上还设置有变速滑槽（21402）；变速电推杆（21403）固定安装在从动锥形带轮（21401）上；变速限边滑块（21404）固定安装在变速电推杆（21403）上，同时变速限边滑块（21404）还滑动安装在变速滑槽（21402）上。
6.如权利要求5所述的一种废磷酸铁锂电池中金属提取分离装置，其特征在于：双向萃取分离装置（3）包括坡面支撑架（301）、抖动电推杆（302）、磁吸分离过滤板（303）、金属粉料收集箱（304）、有机溶剂萃取收集箱（305）、锂盐萃取耐高压隔热收集箱（306）、耐高压散热冷凝管（307）、第一耐高压阀门（308）、第二耐高压隔热罐（309）、第二隔热高压气泵（310）、第二耐高压阀门（311）；坡面支撑架（301）通过螺栓固定安装在金属粉料收集箱（304）上；抖动电推杆（302）固定安装在坡面支撑架（301）上；磁吸分离过滤板（303）滑动安装在金属粉料收集箱（304）上，同时磁吸分离过滤板（303）还固定安装在抖动电推杆（302）上；金属粉料收集箱（304）通过螺栓固定安装在有机溶剂萃取收集箱（305）上，同时金属粉料收集箱（304）还固定安装在外部支撑装置（4）上；有机溶剂萃取收集箱（305）固定安装在外部支撑装置（4）上，同时有机溶剂萃取收集箱（305）还固定安装在第二耐高压阀门（311）上；耐高压散热冷凝管（307）固定安装在电解液耐高压隔热箱（111）上；第一耐高压阀门（308）固定安装在高压散热冷凝管上；锂盐萃取耐高压隔热收集箱（306）固定安装在第一耐高压阀门（308）上，同时锂盐萃取耐高压隔热收集箱（306）还固定安装在外部支撑装置（4）上；第二隔热高压气泵（310）固定安装在锂盐萃取耐高压隔热收集箱（306）上；第二耐高压隔热罐（309）固定安装在第二隔热高压气泵（310）上，同时第二耐高压隔热罐（309）还固定安装在外部支撑装置（4）上，第二耐高压隔热罐（309）中储存有超临界CO2和丙酮；第二耐高压阀门（311）固定安装在锂盐萃取耐高压隔热收集箱（306）上。
7.一种废磷酸铁锂电池中金属提取分离装置的方法，其特征在于，采用如权利要求6所述的一种废磷酸铁锂电池中金属提取分离装置，包括如下步骤：
步骤一：将吸粉密封组件（110）和密封圈取下，随后将剪切下来的正极材料以及电解液一并通过离心粉碎滑柱（10302）的中心孔投入到离心粉碎过滤筒（10301）中；
步骤二：电解液从电解液过滤筒（113）和电解液过滤板（114）上过滤后流出，第一离心粉碎滚轮（107）滚动带动离心粉碎组件（103）转动，离心粉碎组件（103）通过离心力将电解液甩出；
步骤三：第一隔热高压气泵（102）将超临界CO2注入到电解液耐高压隔热箱（111）中，将剩余电解液全部溶解；
步骤四：电解液排放电推杆（105）的柱塞圈下移，同时离心粉碎电推杆（109）带动离心粉碎转盘（10307）下移，将溶解后的电解液全部推入到耐高压散热冷凝管（307）中；
步骤五：电解液和超临界CO2在耐高压散热冷凝管（307）中重新冷却为液体，随后排入到锂盐萃取耐高压隔热收集箱（306）中；
步骤六：在步骤四进行的同时，第二离心粉碎滚轮（10305）驱动离心粉碎转盘（10307）旋转，来实现对正极材料的初步粉碎；
步骤七：第二隔热高压气泵（310）将中储存有超临界CO2和丙酮注入到锂盐萃取耐高压隔热收集箱（306）中，将电解液中的锂盐溶解，而未溶解的有机溶剂被排放到有机溶剂萃取收集箱（305）中，从而实现对锂盐的萃取；
步骤八：在步骤七的同时，吸粉密封组件（110）将初步粉碎后的正极材料转移到下粉碎机构的下圆弧粉碎磨盘（210）中，随后上粉碎机构的上圆弧粉碎磨盘（201）通过振荡支撑组件（202）振荡转动，同时下圆弧粉碎磨盘（210）根据实际情况变速转动，将正极材料进一步粉碎为金属粉末；
步骤九：下磨盘电推杆（211）带动下磨盘柱塞漏斗（212）下移，使得金属粉末从下圆弧粉碎磨盘（210）的漏孔进入到下磨盘柱塞漏斗（212）中，随后下漏到金属粉料收集箱（304）中；
步骤十：抖动电推杆（302）带动磁吸分离过滤板（303）抖动，将金属粉末中的铁粉吸附，锂粉和铝粉进入到金属粉料收集箱（304）底部进行收集。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109818097A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-05-28 | 北京矿冶科技集团有限公司 | 一种废旧锂电池溶剂萃取处理电解液与粘结剂的工艺 |
| CN110534835A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-12-03 | 常州大学 | 超临界co2流体回收废旧锂离子电池电解液的方法 |
| KR102132120B1 (ko) * | 2019-03-27 | 2020-07-09 | 박태형 | 이산화탄소를 이용한 폐 리튬이온 이차전지의 재활용 방법 |
| CN114914568A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-08-16 | 西安西热锅炉环保工程有限公司 | 一种超临界二氧化碳体系下的锂电池预处理装置及方法 |
| CN115939551A (zh) * | 2021-09-15 | 2023-04-07 | 中南大学 | 一种废旧锂离子电池的超临界水还原回收方法 |
| CN117239270A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-12-15 | 武汉动力电池再生技术有限公司 | 一种废旧锂电池电解液的回收处理装置 |
| WO2024016468A1 (zh) * | 2022-07-21 | 2024-01-25 | 广东邦普循环科技有限公司 | 一种废旧电池的高效预处理回收设备 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11777156B2 (en) * | 2021-01-15 | 2023-10-03 | Uchicago Argonne, Llc | Method for recovering and recycling electrolyte salts from lithium batteries |
-
2024
- 2024-01-30 CN CN202410122250.6A patent/CN117650306B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109818097A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-05-28 | 北京矿冶科技集团有限公司 | 一种废旧锂电池溶剂萃取处理电解液与粘结剂的工艺 |
| KR102132120B1 (ko) * | 2019-03-27 | 2020-07-09 | 박태형 | 이산화탄소를 이용한 폐 리튬이온 이차전지의 재활용 방법 |
| CN110534835A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-12-03 | 常州大学 | 超临界co2流体回收废旧锂离子电池电解液的方法 |
| CN115939551A (zh) * | 2021-09-15 | 2023-04-07 | 中南大学 | 一种废旧锂离子电池的超临界水还原回收方法 |
| CN114914568A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-08-16 | 西安西热锅炉环保工程有限公司 | 一种超临界二氧化碳体系下的锂电池预处理装置及方法 |
| WO2024016468A1 (zh) * | 2022-07-21 | 2024-01-25 | 广东邦普循环科技有限公司 | 一种废旧电池的高效预处理回收设备 |
| CN117239270A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-12-15 | 武汉动力电池再生技术有限公司 | 一种废旧锂电池电解液的回收处理装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 废旧锂离子电池正极材料及电解液的全过程回收及再利用;穆德颖;刘铸;金珊;刘元龙;田爽;戴长松;;化学进展;20200724(第07期);全文 * |
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