CN206746979U - 一种圆筒筛选机和从三元正极废料中分离三元正极粉的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种圆筒筛选机和从三元正极废料中分离三元正极粉的系统，圆筒筛选机的外壁均匀分布网孔，圆筒筛选机的内壁上设有螺旋叶片，所述螺旋叶片用于圆筒筛选机旋转时推动筛选机内的物料向前推进，所述圆筒筛选机包括筛选机过滤段和筛选机清洗段，筛选机清洗段上方设有喷淋清洗单元。本实用新型的圆筒筛选机和系统将三元正极废料中的三元正极粉和其附着基底铝片进行有效的分离，从而得到有粉状的三元正极材料和片状的铝片。

Description

一种圆筒筛选机和从三元正极废料中分离三元正极粉的系统

技术领域

本实用新型涉及三元正极废料回收技术领域，特别是涉及一种圆筒筛选机和从三元正极废料中分离三元正极粉的系统。

背景技术

三元锂电池具有体积小、重量轻、充电速度快、使用温度范围广和循环使用寿命长等优点，因此广泛应用于手机、电脑等便携移动设备，随着电子产业和电池技术的发展，其在新世纪储能材料的应用上越来越突出，已经成为新能源汽车首选的高能电源。据工信部数据统计显示，2015年我国累计生产新能源汽车54万辆，增长是去年同期的1.5倍。2016年12月国务院发布的《中国制造2025》规划，到2020年，自主品牌的插电式及纯电动新能源汽车销量目标为200万辆。2025年新能源汽车占比20％，随着新能源汽车的行业的兴起，三元锂电池的用量也越来越大，同时也带来一个报废锂电池材料的回收处置问题，据统计目前年报废的三元正极材料有3-5万吨。

锂离子电池的正极材料由作为集流体的纯铝箔和黑色的正极活性物质涂层组成。现有处理废旧锂离子电池或废料中分离回收的方法较多，但是分离成本高，代价大，副产物复杂，容易产生二次污染等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对以上缺点进行改进，提供一种圆筒筛选机和从三元正极废料中分离三元正极粉的系统，圆筒筛选机的外壁均匀分布网孔，圆筒筛选机的内壁上设有螺旋叶片，所述螺旋叶片用于圆筒筛选机旋转时推动筛选机内的物料向前推进，所述圆筒筛选机包括筛选机过滤段和筛选机清洗段，筛选机清洗段上方设有喷淋清洗单元。本实用新型的圆筒筛选机和系统将三元正极废料中的三元正极粉和其附着基底铝片进行有效的分离，从而得到有粉状的三元正极材料和片状的铝片。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型第一方面提供一种圆筒筛选机，圆筒筛选机的外壁均匀分布网孔，圆筒筛选机的内壁上设有螺旋叶片，所述螺旋叶片用于圆筒筛选机旋转时推动筛选机内的物料向前推进，所述圆筒筛选机包括筛选机过滤段和筛选机清洗段。

所述喷淋清洗单元为现有技术中常用的喷淋清洗装置，如喷淋孔为布有0.2～0.3mm的喷淋孔的不锈钢。

优选地，还包括如下特征中的一项或多项：

1)网孔的直径为3～5mm，如3～4mm或4～5mm；

2)所述圆筒筛选机还包括设于筛选机过滤段和筛选机清洗段之间的筛选机过渡段，所述筛选机过渡段为圆台，圆台一端的直径与筛选机过滤段的直径相同，圆台的另一端的直径与筛选机清洗段的直径相同；

3)筛选机过滤段与筛选机清洗段的直径比为1.5～2：1，如1.5～1.8：1或1.8～2：1；

4)筛选机过滤段与筛选机清洗段的长度比为2～2.5：1，如2～2.3：1或2.3～2.5：1；

5)所述圆筒筛选机还包括喷淋清洗单元，所述喷淋清洗单元设于筛选机清洗段的上方；

6)筛选机过滤段的端部设有进料口，筛选机清洗段的端部设有出料口。

更优选地，特征2)中，筛选机过滤段与筛选机过渡段的长度比为4～5：1，如4～4.5：1或4.5～5：1。

本实用新型第二方面提供提供一种从三元正极废料中分离三元正极粉的系统，包括：

破碎机，用于将三元正极废料破碎得到破碎料；

如上述任一项的圆筒筛选机和装有酸性浸泡液的滤液槽，所述滤液槽设于所述圆筒筛选机的下方，所述圆筒筛选机浸泡在滤液槽中，所述圆筒筛选机用于将破碎料分离得到三元正极粉与铝片，所述滤液槽用于将破碎料中粘结剂溶解并沉降三元正极粉，得到铝片和沉降于滤液槽底部的三元正极粉浓浆。

三元正极废料为废旧锂离子电池或废料，包括6～20wt％铝箔、75～85wt％的正极活性物质即三元正极粉(Li、Mn、Ni和Co)和粘结剂3～10wt％。

所述破碎机为密封式设备。

优选地，还包括如下技术特征中的一项或多项：

1)筛选机过滤段部分浸泡在滤液槽中；

2)所述滤液槽分为上下贯通的一段滤液槽和二段滤液槽，所述二段滤液槽为一个或多个连接的二段滤液槽区，每个二段滤液槽区的横截面积从近一段滤液槽端开始逐渐减小，所述一段滤液槽用于将破碎料中粘结剂溶解，所述二段滤液槽用于将三元正极粉沉降于二段滤液槽底部；

所述二段滤液槽可以为3或4个连接锥形的FRP槽，用于分离的三元正极粉浓缩，底部有可开启的阀门；

二段滤液槽相当于沉降室，将三元正极粉沉降于二段滤液槽底部；

3)所述系统还包括设于滤液槽下方的三元正极粉料收集池，用于收集三元正极粉料。

更优选地，还包括如下技术特征中的一项或多项：

1)特征1)中，1/4～1/3体积的筛选机过滤段浸泡在所述滤液槽中；

2)特征2)中，所述二段滤液槽底部设有阀门；

3)特征2)中，二段滤液槽区为锥形；

4)特征2)中，所述一段滤液槽为长方体。

优选地，所述系统还包括输送单元，所述破碎机通过输送单元与所述圆筒筛选机连接。

更优选地，所述破碎机设有出料口，破碎机的出料口与圆筒筛选机的进料口通过输送单元连接。

更优选地，所述输送单元为密闭式输送皮带。

本实用新型的圆筒筛选机和从三元正极废料中分离三元正极粉的系统克服了目前化学回收工艺过程中产生的较大药剂消耗和副产物，用一种物理与化学相结合的方法将三元正极废料中的三元正极粉和其附着基底铝片进行有效的分离，使用特殊结构的圆筒筛选机，分离效率高，得到粉状的三元正极材料和片状的铝片。

附图说明

图1是本实用新型的圆筒筛选机的结构示意图。

图2是本实用新型的从三元正极废料中分离三元正极粉的系统(省略圆筒筛选机的网孔)。

附图标记：

1-破碎机；

2-圆筒筛选机；21-网孔；22-筛选机过滤段；23-筛选机清洗段；24-喷淋清洗单元；25-筛选机过渡段；26-进料口；27-出料口；

3-滤液槽；31-一段滤液槽；32-二段滤液槽；33-阀门；

4-三元正极粉料收集池；

5-输送单元。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐述本实用新型，应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的保护范围。

一种圆筒筛选机，如图1所示，圆筒筛选机2的外壁均匀分布网孔21，圆筒筛选机2的内壁上设有螺旋叶片，所述螺旋叶片用于圆筒筛选机旋转时推动筛选机内的物料向前推进，所述圆筒筛选机2包括筛选机过滤段22和筛选机清洗段23。

在一个优选的实施例中，还包括如下特征中的一项或多项：

1)网孔21的直径为3～5mm；

2)所述圆筒筛选机2还包括设于筛选机过滤段22和筛选机清洗段23之间的筛选机过渡段25，所述筛选机过渡段25为圆台，圆台一端的直径与筛选机过滤段22的直径相同，圆台的另一端的直径与筛选机清洗段23的直径相同；

3)筛选机过滤段22与筛选机清洗段23的直径比为1.5～2：1；

4)筛选机过滤段22与筛选机清洗段23的长度比为2～2.5：1；

5)所述圆筒筛选机还包括喷淋清洗单元24，所述喷淋清洗单元24设于筛选机清洗段23的上方；

6)筛选机过滤段22的端部设有进料口26，筛选机清洗段23的端部设有出料口27。

在一个优选的实施例中，特征2)中，筛选机过滤段22与筛选机过渡段25的长度比为4～5：1。

一种从三元正极废料中分离三元正极粉的系统，如图2所示，包括：

破碎机1，用于将三元正极废料破碎得到破碎料；

上述任一项所述的圆筒筛选机2和装有酸性浸泡液的滤液槽3，所述滤液槽3设于所述圆筒筛选机2的下方，所述圆筒筛选机浸泡在滤液槽中，所述圆筒筛选机2用于将破碎料分离得到三元正极粉与铝片，所述滤液槽3用于将破碎料中粘结剂溶解并沉降三元正极粉，得到铝片和沉降于滤液槽底部的三元正极粉浓浆。

在一个优选的实施例中，还包括如下技术特征中的一项或多项：

1)筛选机过滤段22部分浸泡在滤液槽3中；

2)所述滤液槽3分为上下贯通的一段滤液槽31和二段滤液槽32，所述二段滤液槽32为一个或多个连接的二段滤液槽区，每个二段滤液槽区的横截面积从近一段滤液槽端开始逐渐减小，所述一段滤液槽31用于将破碎料中粘结剂溶解，所述二段滤液槽32用于将三元正极粉沉降于二段滤液槽32底部；

3)所述系统还包括设于滤液槽下方的三元正极粉料收集池4，用于收集三元正极粉料。

在一个优选的实施例中，还包括如下技术特征中的一项或多项：

1)特征1)中，1/4～1/3体积的筛选机过滤段22浸泡在所述滤液槽中；

2)特征2)中，所述二段滤液槽32底部设有阀门33；

3)特征2)中，二段滤液槽区为锥形；

4)特征2)中，所述一段滤液槽为长方体。

在一个优选的实施例中，所述系统还包括输送单元5，所述破碎机1通过输送单元5与所述圆筒筛选机2连接。

在一个优选的实施例中，所述破碎机1设有出料口，破碎机1的出料口与圆筒筛选机2的进料口26通过输送单元5连接。

在一个优选的实施例中，所述输送单元5为密闭式输送皮带。

实施例1

圆筒筛选机的网孔21的直径为3mm，筛选机过滤段22与筛选机过渡段25的长度比为4：1，筛选机过滤段22与筛选机清洗段23的直径比为2：1，筛选机过滤段22与筛选机清洗段23的长度比为2：1。

三元正极废料5t，其中三元正极粉83.2％(4160kg)，铝片13.5％(675kg)，粘结剂3.3％(165kg)，经过破碎机破碎成15×15mm±3mm的碎片，进入圆筒筛选机，控制圆筒筛选机运转速度为10转/分，1/3体积的筛选机过滤段浸泡在所述滤液槽中，滤液槽酸性浸泡液的pH为1.5，酸性浸泡液与三元正极废料的质量比为4：1，经过筛选后所得打包铝片质量为735.4kg，含水率为6.5％(47.8kg)，含铝85.73％(630.45kg)，其他7.77％(57.15kg)，铝片收率为93.4％。三元正极粉浆料含水率55.7％，9287kg，收率98.9％。

应指出，凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种圆筒筛选机，其特征在于，圆筒筛选机(2)的外壁均匀分布网孔(21)，圆筒筛选机(2)的内壁上设有螺旋叶片，所述螺旋叶片用于圆筒筛选机旋转时推动筛选机内的物料向前推进，所述圆筒筛选机(2)包括筛选机过滤段(22)和筛选机清洗段(23)。

2.根据权利要求1所述的圆筒筛选机，其特征在于，还包括如下特征中的一项或多项：

1)网孔(21)的直径为3～5mm；

2)所述圆筒筛选机(2)还包括设于筛选机过滤段(22)和筛选机清洗段(23)之间的筛选机过渡段(25)，所述筛选机过渡段(25)为圆台，圆台一端的直径与筛选机过滤段(22)的直径相同，圆台的另一端的直径与筛选机清洗段(23)的直径相同；

3)筛选机过滤段(22)与筛选机清洗段(23)的直径比为1.5～2：1；

4)筛选机过滤段(22)与筛选机清洗段(23)的长度比为2～2.5：1；

5)所述圆筒筛选机还包括喷淋清洗单元(24)，所述喷淋清洗单元(24)设于筛选机清洗段(23)的上方；

6)筛选机过滤段(22)的端部设有进料口(26)，筛选机清洗段(23)的端部设有出料口(27)。

3.根据权利要求2所述的圆筒筛选机，其特征在于，特征2)中，筛选机过滤段(22)与筛选机过渡段(25)的长度比为4～5：1。

4.一种从三元正极废料中分离三元正极粉的系统，其特征在于，包括：

破碎机(1)，用于将三元正极废料破碎得到破碎料；

如权利要求1至3任一项所述的圆筒筛选机(2)和装有酸性浸泡液的滤液槽(3)，所述滤液槽(3)设于所述圆筒筛选机(2)的下方，所述圆筒筛选机浸泡在滤液槽中，所述圆筒筛选机(2)用于将破碎料分离得到三元正极粉与铝片，所述滤液槽(3)用于将破碎料中粘结剂溶解并沉降三元正极粉，得到铝片和沉降于滤液槽底部的三元正极粉浓浆。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括如下技术特征中的一项或多项：

1)筛选机过滤段(22)部分浸泡在滤液槽(3)中；

2)所述滤液槽(3)分为上下贯通的一段滤液槽(31)和二段滤液槽(32)，所述二段滤液槽(32)为一个或多个连接的二段滤液槽区，每个二段滤液槽区的横截面积从近一段滤液槽端开始逐渐减小，所述一段滤液槽(31)用于将破碎料中粘结剂溶解，所述二段滤液槽(32)用于将三元正极粉沉降于二段滤液槽(32)底部；

3)所述系统还包括设于滤液槽下方的三元正极粉料收集池(4)，用于收集三元正极粉料。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括如下技术特征中的一项或多项：

1)特征1)中，1/4～1/3体积的筛选机过滤段(22)浸泡在所述滤液槽中；

2)特征2)中，所述二段滤液槽(32)底部设有阀门(33)；

3)特征2)中，二段滤液槽区为锥形；

4)特征2)中，所述一段滤液槽为长方体。

7.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括输送单元(5)，所述破碎机(1)通过输送单元(5)与所述圆筒筛选机(2)连接。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述破碎机(1)设有出料口，破碎机(1)的出料口与圆筒筛选机(2)的进料口(26)通过输送单元(5)连接。

9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述输送单元(5)为密闭式输送皮带。