CN212237632U - 镍氢电池模组破碎高效分选装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池回收技术领域，公开一种镍氢电池模组破碎高效分选装置，包括破碎机；干燥破碎所得混合物料的干燥机；筛分干燥混合物料分离出正负极粉的振动筛；对筛分物料行磁选分离分别得到塑料外壳、夹带少量正极片的隔膜、负极钢网、正极片的磁选机；对磁选所得物料清洗以使负极钢网上的负极粉、隔膜上吸附的正负极粉洗脱至清洗水中的清洗机；压滤清洗水以回收正负极粉的压滤机；还包括用于往破碎机内通入惰性气体的进气口和确保破碎机内为绝氧环境的抽气口，电池模组在破碎机内无需放电即可进行破碎，不会有爆炸风险，大幅提升生产效率；仅设置振动筛、磁选机、清洗机即可实现各物料分类回收，减少正负极粉流转工序，确保电池回收价值最大化。

Description

镍氢电池模组破碎高效分选装置

技术领域

本实用新型涉及电池回收技术领域，具体地，涉及一种镍氢电池模组破碎高效分选装置。

背景技术

废旧镍氢电池再生处理技术主要分为火法冶金和湿法冶金两种，火法冶金是以生产镍铁合金为目标的处理工艺，火法冶金得到的合金价值较低，贵重金属钴、稀土等均进入了炉渣，资源浪费较大，污染较为严重，能耗也很高，因此，现在多采用湿法工艺回收镍氢电池中的有价金属。

湿法冶金一般先采用机械物理法如破碎、分选等将镍氢电池进行预处理，以实现各组分的分离，然后对正极及负极粉进行酸溶、除杂以及萃取处理，从而获得可以用于新的镍氢电池生产的原料。湿法技术的优点是能耗低，处理效率和回收纯度较高。

采用目前的湿法冶金装置进行电池模组的破碎时，需在破碎前对电池进行放电，如在不放电情况下即在传统的湿法冶金装置中进行破碎，极易出现短路情况，严重时还会造成起火爆炸等安全事故，安全风险非常大，但破碎前先放电显然会大大降低生产效率，且容易造成二次污染，因此，采用传统的湿法冶金装置进行电池模组破碎无法达到安全、效率和环保的平衡。另外，传统的湿法冶金装置还存在结构复杂、分选过程中电池各组分归集率低的问题，即各组分夹带严重，隔膜、塑料及负极钢网中常常夹带正极片及负极粉，导致镍钴及稀土回收率低，同时由于正极片及负极粉夹带钢网，将大大增加后段湿法分离成本及工艺难度。

总的来说，采用传统的湿法冶金装置进行镍氢电池再生处理存在破碎过程安全风险大、分选过程有价金属收率低等重大缺陷。

发明内容

本实用新型解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种破碎效率高且安全、显著提升物料归集率和有价金属回收率的镍氢电池模组破碎高效分选装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种镍氢电池模组破碎高效分选装置，包括用于破碎镍氢电池模组的破碎机；干燥破碎所得塑料外壳、隔膜、负极钢网、正极碎料及负极粉混合物料的干燥机；筛分干燥混合物料分离出正负极粉的振动筛；对筛分后的混合物料进行磁选分离分别得到塑料外壳、夹带少量正极片的隔膜、负极钢网、正极片的磁选机；对经磁选所得的负极钢网、夹带少量正极片的隔膜进行清洗以使得负极钢网上的负极粉、隔膜上吸附的正负极粉洗脱至清洗水中的清洗机；对清洗水进行压滤以回收正负极粉的压滤机；

还包括用于往破碎机内通入惰性气体的进气口和确保破碎机内为绝氧环境的抽气口。

进一步地，破碎机内设有氧气浓度检测传感器实时监控氧气浓度。

更进一步地，破碎机内还设有压差表监控压力差。

进一步地，镍氢电池模组通过皮带上料机传送至破碎机处。

更进一步地，皮带上料机与破碎机之间设置有密封给料机，皮带上料机与密封给料机之间通过滑板式进料器连接。

再进一步地，密封给料机通过缓冲下料仓与破碎机连接，抽气口设置在缓冲下料仓上，抽气口与真空泵连接。

进一步地，破碎机排料仓通过螺旋给料器与干燥机相连，惰性气体进气口设置在排料仓上。

进一步地，干燥机通过螺旋给料器与振动筛相接。

更进一步地，振动筛为双层直线振动筛，上层筛网和下层筛网分别对应一台磁选机对所筛物料进行磁选分离。

再进一步地，磁选机为双级分选磁选机。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1）本装置通过设置往破碎机内通入惰性气体的进气口和确保破碎机内为绝氧环境的抽气口，确保破碎机内为绝氧环境，进入破碎机内的电池模组无需放电即可进行破碎，不会有爆炸等安全风险，也不会对环境造成污染，同时还大幅提升了生产效率；

2）仅简单设置振动筛、磁选机、清洗机即可实现塑料外壳、隔膜、负极钢网、正负极物料的分类回收，其中筛分步骤利用了各物料粒径分布的差别，将正负极粉分离的同时初步实现正极片与大块隔膜、负极钢网及塑料外壳的分离，减少了正负极粉的流转工序，提高了物料的归集率及有价金属镍钴及稀土的回收率，同时也为后续磁选分离提供了基础，快捷实现塑料外壳、隔膜及负极钢网的回收，确保镍氢电池回收价值最大化；

3）电池模组从进料到破碎机至转移到振动筛内的过程中，通过设置缓冲下料仓、螺旋给料器等部件可使物料有条不紊地在各结构中流转，避免物料堆积影响归集和分类效果。

附图说明

图1为实施例1所述的镍氢电池模组破碎高效分选装置的结构示意图；

图2为实施例1所述的滑板式进料器的结构及安装示意图；

图3为实施例1所述的缓冲下料仓的俯视图；

图4为实施例1所述的缓冲下料仓的主视图；

图5为实施例1所述的缓冲下料仓的侧视图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明，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；为了更好地说明本实用新型的实施例，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。

实施例1

一种如图1所示的镍氢电池模组破碎高效分选装置，其包括用于破碎镍氢电池模组的破碎机1；干燥破碎所得塑料外壳、隔膜、负极钢网、正极碎料及负极粉混合物料的干燥机2；筛分干燥混合物料分离出正负极粉的振动筛3；对筛分后的混合物料进行磁选分离分别得到塑料外壳、夹带少量正极片的隔膜、负极钢网、正极片的磁选机4；对经磁选所得的负极钢网、夹带少量正极片的隔膜进行清洗以使得负极钢网上的负极粉、隔膜上吸附的正负极粉洗脱至清洗水中的清洗机5；对清洗水进行压滤以回收正负极粉的压滤机6。

本申请创新地提出将电池免放电进行破碎的思路，具体地，高效分选破碎装置还设有用于破碎机内通入惰性气体的进气口和确保破碎机内为绝氧环境的抽气口，抽气口与真空泵连接，镍氢电池模组在被拆解后即可送入破碎机内进行破碎，免去了放电步骤，且在破碎机的绝氧环境下并不会产生起火、爆炸等安全风险，同时生产效率也得到显著提高。

为进一步确保破碎机内环境安全，破碎机内还设有氧气浓度检测传感器实时监控氧气浓度，通过该氧气浓度检测传感器与真空泵信息联动，确保破碎机内氧气浓度小于1ppm，破碎机内同时还设有压差表监控压力差。

镍氢电池模组一般通过皮带上料机71传送至破碎机处，实现上料有序，其中，镍氢电池模组经由拆解工序拆解完成下线后，由机器人8抓取至皮带上料机7上，皮带上料机71与破碎机1之间设置有密封给料机，皮带上料机与密封给料机72之间通过滑板式进料器91相接，滑板式进料器的结构见图2所示，其横截面为折弯形槽状，出口设有出料挡板92，滑板式进料器两侧折弯边上连接有一根转轴，出料挡板与转轴相接并可沿转轴翻转，滑板式进料器整体呈倾斜设置，出料挡板的翻转动力由一气缸93提供，气缸伸缩端与出料板连接。镍氢电池模组从皮带上料机进料通过滑板式进料器91输送至密封给料机72，皮带上料机及密封给料机均采用变频控制，以确保进料的均匀性；密封给料机通过缓冲下料仓与破碎机连接，缓冲下料仓见图3至5所示，其包括上进料仓731和下出料仓732，上进料仓和下出料仓均朝一个方向倾斜，两者在连接处成形成一个锐角，如此实现对镍氢电池模组物料的两次进料阻挡缓冲效果，避免物料直接落入破碎机的破碎仓内。前文提到的保证破碎机内绝氧环境的抽气口即设置在缓冲下料仓上，镍氢电池模组通过缓冲下料仓进入破碎机中进行破碎处理。上述的皮带上料机、密封给料机等均为常规设备，其中，密封给料机即为关风机，只是在内部做了绝缘处理，这些设备在现有工业生产中已普遍应用，在此不再赘述。

破碎机1排料仓通过螺旋给料器与干燥机2相连，惰性气体进气口设置在排料仓上。干燥机2为常规的真空干燥机，采用夹套加热，干燥机加热腔内设置有转动耙叶，真空干燥温度为100℃～150℃，快速将破碎后的镍氢电池模组进行烘干。

干燥机2通过螺旋给料器与振动筛3相接，振动筛3为双层直线振动筛，双层直线振动筛上层筛网孔径为10mm～15mm，下层筛网目数为10目～20目，通过双层筛分分别得到以隔膜、塑料外壳、负极钢网为主夹带少量碎正极片的筛上物；以正极片为主夹带少量碎塑料外壳及负极钢网的筛中物，筛下则为正负极粉。

筛分步骤利用了各物料粒径分布的差别，将正负极粉分离的同时初步实现正极片与大块隔膜、负极钢网及塑料外壳的分离。

本申请上层筛网和下层筛网分别对应一台磁选机对所筛物料进行磁选分离，磁选机4为皮带式磁选机，采用振动给料，双层直线振动筛筛中物料出口通过螺旋给料器与磁选机连接，磁选机选用双极磁选机。

上层筛网对应的磁选机对上层筛网物料根据磁强强度不同分选得到隔膜（夹带少量正极片）、塑料外壳、负极钢网；下层筛网对应的磁选机对下层筛网物料根据磁强强度不同分选得到塑料外壳、负极钢网、正极片；上述双极磁选机的第一级强磁选机磁场强度为3000Gs～5000Gs，第二级弱磁选机的磁场强度为50Gs～200Gs。

根据各物料磁强强度的不同采用筛分后上层筛网和下层筛网物料分别过磁选机分离的方式，有效避免了各物料粒度差别大对磁选分离效果的影响，显著提升了分离效果，快捷实现塑料外壳、隔膜及负极钢网的回收，确保镍氢电池回收价值最大化。

磁选机4的隔膜出口及负极钢网出口通过皮带输送分别与清洗机连接，清洗机5为滚筒清洗机，通过滚筒清洗将隔膜及负极钢网上附着的电池粉（负极钢网上的负极粉、隔膜上吸附的正负极粉）洗脱进入清洗水，滚筒清洗机内衬筛网，筛网目数为10目～30目，确保清洗水中只包含有电池粉的成分。

滚筒清洗机具有出水口及排料口，清洗完的隔膜（仍夹带少量正极片）及负极钢网分别从排料口排出，清洗水则从出水口流入一搅拌槽，清洗水在搅拌槽内通过压滤机压滤即可回收得到电池粉，压滤后的水可循环使用，具体可设置一循环水槽，将压滤后的水循环输送至滚筒清洗机内进行下一次清洗。

清洗后的夹带有少量正极片的隔膜还可再次进行磁选，以分离出夹带的正极片，确保所有物料归集到位。

本装置在密封给料机进料口上方还设有集气罩，收集密封给料机挥发出的少量惰性气体，在本分选装置安装室的室外还设有尾气吸收装置，即碱喷淋塔，主要是为吸收烘干工序挥发的电解液及破碎工序的保护气，集气罩与尾气吸收装置连通。

本申请仅简单设置振动筛、磁选机、清洗机即可实现塑料外壳、隔膜、负极钢网、正负极物料的分类回收，减少了正负极粉的流转工序，提高了物料的归集率及有价金属镍钴及稀土的回收率。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型的技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种镍氢电池模组破碎高效分选装置，其特征在于，包括用于破碎镍氢电池模组的破碎机；干燥破碎所得塑料外壳、隔膜、负极钢网、正极碎料及负极粉混合物料的干燥机；筛分干燥混合物料分离出正负极粉的振动筛；对筛分后的混合物料进行磁选分离分别得到塑料外壳、夹带少量正极片的隔膜、负极钢网、正极片的磁选机；对经磁选所得的负极钢网、夹带少量正极片的隔膜进行清洗以使得负极钢网上的负极粉、隔膜上吸附的正负极粉洗脱至清洗水中的清洗机；对清洗水进行压滤以回收正负极粉的压滤机；

还包括用于往破碎机内通入惰性气体的进气口和确保破碎机内为绝氧环境的抽气口。

2.根据权利要求1所述的镍氢电池模组破碎高效分选装置，其特征在于，破碎机内设有氧气浓度检测传感器实时监控氧气浓度。

3.根据权利要求2所述的镍氢电池模组破碎高效分选装置，其特征在于，破碎机内还设有压差表监控压力差。

4.根据权利要求1所述的镍氢电池模组破碎高效分选装置，其特征在于，镍氢电池模组通过皮带上料机传送至破碎机处。

5.根据权利要求4所述的镍氢电池模组破碎高效分选装置，其特征在于，皮带上料机与破碎机之间设置有密封给料机，皮带上料机与密封给料机之间通过滑板式进料器连接。

6.根据权利要求5所述的镍氢电池模组破碎高效分选装置，其特征在于，密封给料机通过缓冲下料仓与破碎机连接，抽气口设置在缓冲下料仓上，抽气口与真空泵连接。

7.根据权利要求1所述的镍氢电池模组破碎高效分选装置，其特征在于，破碎机排料仓通过螺旋给料器与干燥机相连，惰性气体进气口设置在排料仓上。

8.根据权利要求1所述的镍氢电池模组破碎高效分选装置，其特征在于，干燥机通过螺旋给料器与振动筛相接。

9.根据权利要求8所述的镍氢电池模组破碎高效分选装置，其特征在于，振动筛为双层直线振动筛，上层筛网和下层筛网分别对应一台磁选机对所筛物料进行磁选分离。

10.根据权利要求9所述的镍氢电池模组破碎高效分选装置，其特征在于，磁选机为双级分选磁选机。

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