CN215711795U

CN215711795U - 一种废旧磷酸铁锂回收处理装置

Info

Publication number: CN215711795U
Application number: CN202121925252.7U
Authority: CN
Inventors: 贾传坤
Original assignee: Hunan Guochang Energy Technology Co ltd
Current assignee: Hunan Guochang Energy Technology Co ltd
Priority date: 2021-08-17
Filing date: 2021-08-17
Publication date: 2022-02-01
Anticipated expiration: 2031-08-17

Abstract

本实用新型公开了一种废旧磷酸铁锂回收处理装置，所述装置包括储液罐，在储液罐连接有罐盖，储液罐连接第一导流管的一端，第一导流管的另一端连接在驱动泵上；驱动泵通过第二导流管连接在反应池上，反应池连接第三导流管的一端，第三导流管的另一端穿过罐盖与位于储液罐内的分流器连接；在储液罐内设有承载支架，承载支架由承重杆、网筛与过滤层组成；承重杆与网筛固定连接，过滤层均匀平铺在网筛上。本实用新型设备结构简单，组装方便，提高了废旧磷酸铁锂回收设备的安装成功率，降低了成本。可有效提高废旧磷酸铁锂化学回收的一致性，进而提高了回收效率和产品纯度。适用于任何规模废旧磷酸铁锂回收制备超纯磷酸铁工艺。

Description

一种废旧磷酸铁锂回收处理装置

技术领域

本实用新型属于废旧磷酸铁锂回收技术领域，特别是涉及一种废旧磷酸铁锂回收处理装置。

背景技术

随着经济快速发展，能源和环境成为人们关注的焦点。目前，国家大力推广新能源汽车，新能源汽车的销量出现爆发式增长。新能源汽车多以磷酸铁锂电池为主，随着新能源汽车大量使用，必定会带来大规模动力电池退役。预计2025年，我国累积锂电池报废量将达78万吨，其中废旧磷酸铁锂电池占50%以上，因此，解决废旧磷酸铁锂电池回收问题迫在眉睫。

目前回收处理废旧磷酸铁锂的方法主要包括火法回收、湿法回收、高温固相修复、生物浸出和机械活化处理回收。现有回收处理工艺存在高温耗能、回收工艺复杂、二次污染严重、回收效益低、机械成本投入高等显著问题，致使企业设备投入与环保投入高，迫使企业低价甚至无偿收购退役锂动力电池，造成废旧磷酸铁锂回收难的局面。为此，亟需简化废旧磷酸铁锂回收工艺、降低设备成本投入、环保投入，以解决正在迎来的废旧磷酸铁锂电池大量退役回收难的问题。

废旧磷酸铁锂回收设备设计取决于回收工艺设计，电化学法回收废旧磷酸铁锂可以获得超高纯度工业制备磷酸铁锂前驱体磷酸铁，回收工艺极其简单高效，绿色环保，且产品纯度高，为此而设计的废旧磷酸铁锂回收设备主要组件包括废旧磷酸铁锂承载架、溶液过滤器、溶液储液罐、溶液导流管、溶液循环驱动泵、溶液反应池、分流器等。这些组件中，废旧磷酸铁锂承载架起到承载废旧磷酸铁锂极片材料、过滤固体残渣等作用，需有高耐腐蚀性、高结构强度、极强的可扩展性和可操作性、以及对不同尺寸储液罐的高适应性，是废旧磷酸铁锂回收装置设计的重要一环。目前针对此回收废旧磷酸铁锂的方法暂无与之匹配的回收装置，亟需弥补这一空白。

发明内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种废旧磷酸铁锂回收处理装置，以实现有效填补电化学法回收处理废旧磷酸铁锂工艺所需回收装置的空白。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是一种废旧磷酸铁锂回收处理装置，在储液罐连接有罐盖，储液罐与驱动泵由第一导流管连通；驱动泵与反应池由第二导流管连通，第三导流管一端与反应池连通，第三导流管的另一端穿过罐盖与位于储液罐内的分流器连通；

在储液罐内设有承载支架，承载支架由承重杆、网筛与过滤层组成；所述承重杆平行于所述储液罐高度方向，所述网筛平行于储液罐水平方向；所述承重杆上设有榫眼，所述网筛上设有榫头，通过榫眼与榫头间丁字结合的方式将承重杆固定连接在网筛上，过滤层均匀平铺在网筛上；所述网筛上均匀设有网孔，所述网孔孔径总面积为5-800 cm²；

所述过滤层为碳纤维毡、石墨毡、碳布；所述过滤层的形状、尺寸与网筛的形状、尺寸相同，厚度为1 mm-30 mm。

进一步的，所述罐盖上设置有储液罐进液口；所述第三导流管的穿过罐盖上的储液罐进液口与位于储液罐内的分流器连接；所述储液罐上设有储液罐出液口，储液罐出液口连接第一导流管的一端。

进一步的，所述驱动泵上设有驱动泵进液口、驱动泵出液口，所述驱动泵进液口与第一导流管的一端连接；驱动泵出液口与第二导流管一端连接。

进一步的，所述承重杆半径为0.3 cm-10 cm，高度为溶液储液罐高的3/5-9/10。

进一步的，所述储液罐与罐盖通过螺栓螺母固定连接。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型废旧磷酸铁锂回收设备结构简单，组装方便，提高了废旧磷酸铁锂回收设备的安装成功率，降低了成本。

2、本实用新型能够实现电解液均匀喷洒于废旧磷酸铁锂表面，可有效提高废旧磷酸铁锂化学回收的一致性，进而提高了回收效率和产品纯度。

3、本实用新型废旧磷酸铁锂回收设备设计适用于所有高电位电解液回收废旧磷酸铁锂工艺，结构扩展性强，适用于任何规模废旧磷酸铁锂回收制备超纯磷酸铁工艺。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的装置示意图。

图2是实施例装置回收得到的极片材料XRD图谱。

图中1、储液罐，2、罐盖， 3、承重杆， 4、网筛， 5、过滤层，6、驱动泵 7、反应池，8、第一导流管，9、分流器，10、第二导流管，11、第三导流管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种废旧磷酸铁锂回收处理装置，包括储液罐1，储液罐1通过螺栓螺母固定连接罐盖2，罐盖2上设置有储液罐进液口；在储液罐1上设有储液罐出液口，第一导流管8的一端连通储液罐出液口，第一导流管8的另一端通过连接在驱动泵6上的驱动泵进液口上；驱动泵6上设有驱动泵出液口，驱动泵出液口由第二导流管10连接在反应池7的反应池进液口上，反应池7上设有反应池出液口，反应池出液口连接第三导流管11的一端，第三导流管11的另一端穿过罐盖2上的储液罐进液口与位于储液罐1内的分流器9连接。

在储液罐1内设有承载支架，承载支架由承重杆3、网筛4与过滤层5组成；承重杆3平行于储液罐1高度方向，网筛4平行于储液罐1水平方向；在承重杆3上设有榫眼，在网筛4上设有榫头，通过榫眼与榫头间丁字结合的方式将承重杆3固定连接在网筛4上；过滤层5均匀平铺在网筛4上。

其中，承重杆3半径为0.3cm-10cm，高度为溶液储液罐高的3/5-9/10，榫眼间距为5cm-100cm；网筛4的网筛孔径总面积为5-800cm²；过滤层5为碳纤维毡、石墨毡、碳布等惰性纤维毡；过滤层5的形状、尺寸与网筛4的形状、尺寸相同，厚度为1mm-30mm。储液罐1体积为0.00002 m³-100m³；储液罐出液口、储液罐进液口的半径为2mm -100mm；罐口和储液罐罐盖四周开通孔，孔径尺寸为8mm -150mm，用螺杆螺母加紧加固。导流管与各元件在接头连接时用生料带和胶水进行密封，从而避免漏液发生。承载支架可根据储液罐尺寸进行设计与组装，可扩展性强，可适用于大规模废旧磷酸铁锂回收处理。同时，废旧磷酸铁锂回收处理装置结构简单，加工方便，节约成本。

其工作原理为：将废旧磷酸铁锂极片材料放置在过滤层5上，将承载支架放入储液罐1中，向储液罐1中加入电解液，将罐盖2固定于储液罐1上，接通驱动泵6的电源，电解液将送至反应池7进行反应，反应完毕后通过分流器9将反应后的电解液均匀喷洒至废旧磷酸铁锂极片材料表面，经电解液与废旧磷酸铁锂的靶向氧化反应，将废旧废旧磷酸铁锂进行氧化，电解液被还原，还原后的电解液进入反应池7被氧化，保持电解液高荷电状态，从而实现铁氰化钾对废旧磷酸铁锂的高效回收得到磷酸铁。待充分回收废旧磷酸铁锂极片材料后，取出承载支架，取出极片材料，经清洗干燥后，完成对废旧磷酸铁锂极片材料的回收。

实施例：

本实施例中，承重杆3长250mm，距端部20mm处开榫眼，榫眼深3.5mm，长5mm，宽2mm。间隔70mm开下一个榫眼，依次开出四个榫眼；网筛4直径为93mm，厚5mm，其网筛孔的直径为8mm，边缘均匀设有四个榫头，榫头长5mm，宽2mm，高3.5mm，利用榫眼与榫头将网筛4固定在四个承重杆3上，依次固定四个网筛4；过滤层5裁剪为直径93mm，厚5.5mm的碳毡，依次平铺于网筛4之上，废旧磷酸铁锂极片材料放置在过滤层5上。储液罐1高300mm，厚8mm，内直径为100mm，罐口四周均匀开设四个直径为8mm的螺栓孔，储液罐罐盖2在相应的位置对应开设四个直径为8mm的螺栓孔，罐盖中间开设直径为15mm的储液罐进液口，距罐底30mm处开设直径为15mm的储液罐出液口；分流器9为直径90mm的花洒装置，利用直接接头将分流器9固定于储液罐罐盖2上；驱动泵6为磁力泵，第一导流管8、第二导流管10与第三导流管11为内径8mm，外径10mm的硬质水管；将装有废旧磷酸铁锂极片材料的承载支架置于储液罐1内，然后向储液罐1中注入0.6 M铁氰化钾电解液，将储液罐罐盖2与罐体1用螺栓螺母加紧固定，然后启动驱动泵6的电源，将电解液泵送至分流器9均匀喷洒至废旧磷酸铁锂极片材料表面，经铁氰化钾与废旧磷酸铁锂的靶向氧化反应，将废旧磷酸铁锂靶向氧化为磷酸铁，铁氰化钾被还原为亚铁氰化钾，亚铁氰化钾进入反应池7后，经电化学作用后被氧化为铁氰化钾，保持铁氰化钾溶液高荷电状态，从而实现铁氰化钾对废旧磷酸铁锂的高效回收得到磷酸铁。待充分回收废旧磷酸铁锂极片材料后，取出承载支架，取出极片材料，经清洗干燥后，完成对废旧磷酸铁锂极片材料的回收。对回收后的极片材料进行XRD表征，如图2所示，废旧磷酸铁锂已成功转化为磷酸铁，实现废旧磷酸铁锂回收处理装置对废旧磷酸铁锂的回收。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。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、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种废旧磷酸铁锂回收处理装置，其特征在于，所述装置包括储液罐（1），在储液罐（1）连接有罐盖（2），储液罐（1）与驱动泵（6）由第一导流管（8）连通；驱动泵（6）与反应池（7）由第二导流管（10）连通，第三导流管（11）一端与反应池（7）连通，第三导流管（11）的另一端穿过罐盖（2）与位于储液罐（1）内的分流器（9）连通；

在储液罐（1）内设有承载支架，承载支架由承重杆（3）、网筛（4）与过滤层（5）组成；所述承重杆（3）平行于所述储液罐（1）高度方向，所述网筛（4）平行于储液罐（1）水平方向；所述承重杆（3）上设有榫眼，所述网筛（4）上设有榫头，通过榫眼与榫头间丁字结合的方式将承重杆（3）固定连接在网筛（4）上，过滤层（5）均匀平铺在网筛（4）上；所述网筛（4）上均匀设有网孔，所述网孔孔径总面积为5-800 cm²；

所述过滤层（5）为碳纤维毡、石墨毡、碳布；所述过滤层（5）的形状、尺寸与网筛（4）的形状、尺寸相同，厚度为1 mm-30 mm。

2.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂回收处理装置，其特征在于，所述罐盖（2）上设置有储液罐进液口；所述第三导流管（11）穿过罐盖（2）上的储液罐进液口与位于储液罐（1）内的分流器（9）连接；所述储液罐（1）上设有储液罐出液口，储液罐出液口连接第一导流管（8）的一端。

3.根据权利要求1或2所述的一种废旧磷酸铁锂回收处理装置，其特征在于，所述驱动泵（6）上设有驱动泵进液口、驱动泵出液口，所述驱动泵进液口与第一导流管（8）的一端连接；驱动泵出液口与第二导流管（10）一端连接。

4.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂回收处理装置，其特征在于，所述承重杆（3）半径为0.3 cm-10 cm，高度为溶液储液罐高的3/5-9/10。

5.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂回收处理装置，其特征在于，所述储液罐（1）与罐盖（2）通过螺栓螺母固定连接。