CN213739616U - 一种电池黑粉浸出反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池黑粉浸出反应装置，包括反应容器、同轴双搅拌器、浸出酸槽、氧化剂槽、液位计、在线pH计；同轴双搅拌器伸入反应容器内部，同轴双搅拌器包括第一搅拌器和第二搅拌器，其由两台电动机驱动；第一搅拌器的桨叶位于靠近反应容器底部位置，第二搅拌器的桨叶位于反应容器上部位置；第一进料管道一端连接浸出酸槽，另一端伸入反应容器中，第二进料管道一端连接氧化剂槽，另一端伸入反应容器中。本实用新型采用了双搅拌与气泡产生量联锁自动调节结构，节能降耗有效提高反应效率和防止气泡层溢出。

Description

一种电池黑粉浸出反应装置

技术领域

本实用新型属于资源循环领域，具体涉及一种电池黑粉浸出反应装置。

背景技术

新能源汽车保有量的快速增加，意味着即将报废的新能源汽车的核心--动力电池也迅速增长，大量的废旧动力电池该如何进行妥善处理，目前如何安全回收、环保处理，加强废旧动力电池的规范化循环利用，已经成为业内人士普遍关注的话题。动力电池在新能源汽车上的使用寿命普遍在8年左右，在新能源汽车行业的强势增长下，国内首批进入市场的汽车动力电池即将迎来“报废潮”。通过研究，预计到2020年当年动力电池的报废量约有20万吨，到2025年全年的报废量将达到100万吨，而到2030年这一数字将达到惊人的300万吨。

目前废旧动力电池回收工艺主要包括3个步骤：将电池拆解、破碎、分选预处理，得到电池黑粉；电池黑粉酸浸二次处理使贵重金属Co、Ni、Mn、Li、 Cu、Al进入浸出液中；浸出液经调碱、萃取等深度回收Co、Ni、Mn、Li、Cu、 Al。

电池黑粉酸浸时，硫酸和双氧水与Al、Cu、正极材料反应生成氢气和氧气，氢气和氧气与因电极材料浸出后产生的粘结剂等有机物质混合，形成难以破裂的有机包裹气泡集聚在浸出液表面，随着反应的持续进行，存在气泡溢出反应容器的隐患，且气泡表面吸附的粉末不能与酸有效接触，影响电池黑粉贵重金属的浸出率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池黑粉浸出反应装置，以解决上述背景技术中提出的气泡聚集溢出隐患和气泡表面吸附粉末不能与酸有效接触，影响电池黑粉贵重金属的浸出率的问题，本实用新型提供一种电池黑粉浸出反应装置，具体通过以下技术方案实现。

一种电池黑粉浸出反应装置，包括反应容器、同轴双搅拌器、浸出酸槽、氧化剂槽、液位计、在线pH计；同轴双搅拌器伸入反应容器内部，同轴双搅拌器包括第一搅拌器和第二搅拌器，其由两台电动机驱动；第一搅拌器的桨叶位于靠近反应容器底部位置，第二搅拌器的桨叶位于反应容器上部位置；第一进料管道一端连接浸出酸槽，另一端伸入反应容器中，第二进料管道一端连接氧化剂槽，另一端伸入反应容器中。

其中，在第一进料管道设置有第一流量计和第一自动调节阀，在第二进料管道设置有第二流量计和第二自动调节阀。

其中，所述液位计与两台电动机、第一流量计、第一自动调节阀、第二流量计、第二自动调节阀电连接，当液位达到上升至第二搅拌器桨叶位置时M2 启动，第一流量计与第一自动调节阀和第二流量计与第二自动调节阀流量调小。当气泡层降至第一搅拌器桨叶下时自动停止M2搅拌，第一流量计与第一自动调节阀和第二流量计与第一自动调节阀流量调大。当气泡上升至酸进料盘管处时，搅拌器M1停止搅拌，第一流量计与第一自动调节阀和第二流量计与第一自动调节阀关闭，停止进料，减缓反应进行，降低气泡产生量。

其中，装置还包括在线氢气报警器，信号与两台电动机、第一流量计、第一自动调节阀、第二流量计、第二自动调节阀电连接。在线氢气报警器与搅拌器、第一流量计与第一自动调节阀和第二流量计与第二自动调节阀联锁，当在线氢气报警器检测到釜内氢气浓度接近3.9％时，搅拌速度和进料流量自动调小或停止，减缓氢气产生，防止氢气浓度达到氢气爆炸浓度4％～75.6％，避免爆炸风险。

其中，进酸喷淋盘带与第一进料管道连接，进酸喷淋盘带设置于第二搅拌器的桨叶的正上方。

其中，反应容器侧壁设置扰流板。

其中，第二进料管道插入反应容器下端，与第一搅拌器的桨叶齐平。

本实用新型的有益技术效果：

该电池黑粉浸出反应装置设计同轴双搅拌器，两个搅拌器能分别调节速度，一个搅拌器功能为固液气混合，一个搅拌器功能为消泡，两个搅拌器控制系统与液位计联锁，当气泡层上升至第二搅拌器桨叶位置时M2启动，当气泡层降至第一搅拌器桨叶下时自动停止M2搅拌，当气泡上升至酸进料盘管处时，搅拌器 M1停止搅拌，减缓反应进行，降低气泡产生量。双搅拌与气泡产生量联锁自动调节，节能降耗有效提高反应效率和防止气泡层溢出。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，一种电池黑粉浸出反应装置，包括反应容器1、同轴双搅拌器 2、浸出酸槽3、氧化剂槽4、液位计5、在线pH计6；同轴双搅拌器2伸入反应容器1内部，同轴双搅拌器2包括第一搅拌器7和第二搅拌器8，其由两台电动机驱动；第一搅拌器的桨叶位于靠近反应容器底部位置，第二搅拌器的桨叶位于反应容器上部位置；第一进料管道11一端连接浸出酸槽3，另一端伸入反应容器1中，第二进料管道12一端连接氧化剂槽4，另一端伸入反应容器1中。在第一进料管道11设置有第一流量计13和第一自动调节阀17，在第二进料管道12设置有第二流量计14和第二自动调节阀18。其中，所述液位计信号与搅拌电动机、第一流量计与自动调节阀和第二流量计与自动调节阀联锁，通过PLC 程序控制，当液位达到上升至第二搅拌器桨叶位置时M2启动，第一流量计与第一自动调节阀和第二流量计与第二自动调节阀流量调小。当气泡层降至第一搅拌器桨叶下时自动停止M2搅拌，第一流量计与第一自动调节阀和第二流量计与第二自动调节阀流量调大。当气泡上升至酸进料盘管处时，搅拌器M1停止搅拌，第一流量计与自动调节阀和第二流量计与自动调节阀关闭，停止进料，减缓反应进行，降低气泡产生量。

其中，装置还包括在线氢气报警器，在线氢气报警器与搅拌器、第一流量计与第一自动调节阀和第二流量计与第二自动调节阀联锁，当在线氢气报警器检测到釜内氢气浓度接近3.9％时，搅拌速度和进料流量自动调小或停止，减缓氢气产生，防止氢气浓度达到氢气爆炸浓度4％～75.6％，避免爆炸风险。

进酸喷淋盘带15与第一进料管道11连接，进酸喷淋盘带15设置于第二搅拌器8的桨叶的正上方；第二进料管道12插入反应容器下端，与第一搅拌器7 的桨叶齐平；反应容器侧壁设置扰流板16。

本实用新型中的所述同轴双搅拌器由两个电机驱动，两个变频器调节控制搅拌速度，M1搅拌桨至釜下端，负责固液气混合搅拌，使电池黑粉与浸出液混合均匀，M2搅拌桨至釜上端，负责消除气泡，使气泡破裂。所述液位计信号与 M1、M2和流量器联锁，用于检测气泡高度，当气泡高度达到第二搅拌器桨叶位置时，M2搅拌器启动，打散气泡层，当反应太剧烈产生的气泡层速度大于消泡速度，气泡层逐步上升，气泡层至进酸喷淋盘带处时，搅拌器M1转速自动调低或停止，流量计进料流量自动调小或停止，降低反应速度，防止气泡层溢出。

优选的，双氧水进料管插入釜下端，与M1桨叶齐平，酸进料管从反应釜上端喷淋式进料，把气泡层吸附的黑粉带入反应体系内。

以上所述的仅是本实用新型的较佳实施例，并不局限本实用新型。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型所提供的技术启示下，还可以做出其它等同改进，均可以实现本实用新型的目的，都应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种电池黑粉浸出反应装置，其特征在于，包括反应容器(1)、同轴双搅拌器(2)、浸出酸槽(3)、氧化剂槽(4)、液位计(5)、在线pH计(6)；同轴双搅拌器(2)伸入反应容器(1)内部，同轴双搅拌器(2)包括第一搅拌器(7)和第二搅拌器(8)，其由两个电动机驱动；第一搅拌器的桨叶位于靠近反应容器底部位置，第二搅拌器的桨叶位于反应容器上部位置；第一进料管道(11)一端连接浸出酸槽(3)，另一端伸入反应容器(1)中，第二进料管道(12)一端连接氧化剂槽(4)，另一端伸入反应容器(1)中。

2.根据权利要求1所述的电池黑粉浸出反应装置，其特征在于，在第一进料管道(11)设置有第一流量计(13)和第一自动调节阀(17)，在第二进料管道(12)设置有第二流量计(14)和第二自动调节阀(18)。

3.根据权利要求1所述的电池黑粉浸出反应装置，其特征在于，所述液位计(5)与两台电动机、第一流量计(13)、第一自动调节阀(17)、第二流量计(14)、第二自动调节阀(18)电连接。

4.根据权利要求1所述的电池黑粉浸出反应装置，其特征在于，装置还包括在线氢气报警器，其与两台电动机、第一流量计(13)、第一自动调节阀(17)、第二流量计(14)、第二自动调节阀(18)电连接。

5.根据权利要求1所述的电池黑粉浸出反应装置，其特征在于，进酸喷淋盘带(15)与第一进料管道(11)连接，进酸喷淋盘带(15)设置于第二搅拌器(8)的桨叶的正上方。

6.根据权利要求1所述的电池黑粉浸出反应装置，其特征在于，反应容器侧壁设置扰流板(16)。

7.根据权利要求1所述的电池黑粉浸出反应装置，其特征在于，第二进料管道(12)插入反应容器下端，与第一搅拌器(7)的桨叶齐平。

Images