CN216879370U - 一种连续法处理废旧石墨极片的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种连续法处理废旧石墨极片的装置，包括：反应釜、第一离心机、第二离心机、第一输送泵、第二输送泵和加料仓，所述加料仓通过加料阀门与反应釜相互连通，所述反应釜的底部出料口连通设置有出料阀门，所述出料阀门通过第一输送泵与第一离心机的进料口连通，第一离心机的出液口与第二离心机的进料口连通，第二离心机的出液口通过第二输送泵与反应釜的顶部相互连通。本实用新型可以对石墨极片进行连续化处理，且过程中的溶剂进行循环利用，不会对环境造成污染，在废旧石墨极片的回收中具有良好的应用前景。

Description

一种连续法处理废旧石墨极片的装置

技术领域

本实用新型涉及废旧材料回收利用技术领域，尤其涉及一种连续法处理废旧石墨极片的装置。

背景技术

锂离子电池因能量密度高，广泛应用于消费类电子产品、电动汽车、电动工具、储能、航空航天等领域。锂离子电池主要包括正极、负极以及其他部件。其中因应用领域的不同，正极包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂以及三元等，负极则为石墨。

锂离子电池一般使用一定年限后会进入报废，其中正极材料中因富含有有价金属，可进行有价金属回收利用，负极则主要是分离得到铜箔，进行回收利用。目前废旧负极片主要是通过高温煅烧法、机械法和溶剂法进行回收，三种方法中以溶剂法的工艺最简单，产品的回收率高、纯度高，有利于后一步的深加工处理，目前的溶剂法主要是通过反应釜加入极片和溶剂，搅拌后，待一定时间后，打捞出铜箔，再进行溶剂的分离，该过程中物料的转移和处理的过程复杂，溶剂暴露的过程容易造成污染，且无法实现连续化加工。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种连续法处理废旧石墨极片的装置。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种连续法处理废旧石墨极片的装置，包括：反应釜、第一离心机、第二离心机、第一输送泵、第二输送泵和加料仓，加料仓用于储存待处理的石墨电极片，假料仓通过加料阀门与反应釜相互连通，反应釜的底部出料口连通安装有出料阀门，出料阀门通过第一输送泵与第一离心机的进料口连通，第一离心机的出液口与第二离心机的进料口连通，第二离心机的出液口通过第二输送泵与反应釜的顶部相互连通。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述反应釜侧面的顶部开设有溢流口，所述溢流口与第二离心机的进料口相互连通。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括溢流阀门，所述溢流阀门安装在溢流口与第二离心机的进料口之间的连通管道上。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括加料管道，所述加料仓通过加料管道与反应釜相互连通，加料阀门安装在加料管道上，所述加料管道的出料口的高度低于溢流口的高度。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括筛网，所述筛网安装在溢流口处。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述反应釜内部设置有搅拌设备，反应釜的顶部至少设置有一个可以选择开启关闭的进液口。

本实用新型的连续法处理废旧石墨极片的装置相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本实用新型的连续法处理废旧石墨极片的装置，采用两个串联设置的离心机，用于对反应釜内含有石墨极片的反应液进行过滤处理，两个离心机内可以分别安装不同尺寸的滤布或滤网，不同尺寸的滤布或滤网分别用于对石墨和极片进行筛选，从而达到固液分离以及石墨和箔片分离的目的，筛选和过滤完毕后，剩余的反应液则再次输送至反应釜内，该处理过程中，反应釜内的反应液可以实现闭环循环，不需要进行单独的转移处理，因此污染小，操作方便，同时石墨和箔片可以通过串联的离心机进行分离，分离方式简单高效；

(2)本申请中还在反应釜的侧面顶部设置溢流口，由于反应液中石墨和分离出来的箔片密度不同，石墨更容易漂浮在反应釜的顶部，因此长期处理的过程中，不利于反应液与石墨的分离，因此利用溢流口进行漂浮的石墨的溢流排出，并利用第二离心机进行固液分离，从而有利于本装置的连续化加工，避免石墨累计后影响反应釜正常工作；

(3)进一步的，为了避免箔片直接通过溢流口排出至第二离心机，还在溢流口的开口处安装有筛网，筛网可以截留箔片，让石墨通过，从而在溢流的过程中，保留箔片在反应釜内。

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为本实用新型连续法处理废旧石墨极片的装置的连接结构示意图；

图2为本实用新型连续法处理废旧石墨极片的装置另一种实施方式的连接结构示意图。

图中：1-反应釜、2-第一离心机、3-第二离心机、4-第一输送泵、5-第二输送泵、6-加料仓、7-加料阀门、8-出料阀门、9-溢流阀门、10-加料管道、11-溢流口、12-筛网。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型的连续法处理废旧石墨极片的装置，其包括反应釜1，用于对反应溶剂和待处理的石墨极片进行混合搅拌，反应釜1内设有搅拌装置，反应釜的顶部设有进液口用于补充溶剂，还包括第一离心机2、第二离心机3、第一输送泵4、第二输送泵5和加料仓6，其中反应釜1的底部设有出料口，出料口处安装有出料阀门8，出料阀门8、第一输送泵4、第一离心机2、第二离心机3、第二输送泵5依次相互连通，第二输送泵5的出液口与反应釜1相互连通，加料仓6通过加料阀门7与反应釜1相互连通。

现有技术中，反应釜1在对反应溶剂和石墨极片进行搅拌反应完毕后，混合物料通过固液分离后，得到石墨和箔片的混合物，溶剂则考虑回收或者其他用途，但是该过程中，石墨和箔片还需要二次分离，且该过程中的单元操作并不连贯。

采用本申请的技术方案，加料仓6通过加料阀门7控制是否进行加料，可以满足对反应釜1内的物料进行随时补充，出料阀门8控制反应釜1内的物料是否排出，而处理完成的物料则通过第一输送泵4泵送至第一离心机2进行第一次固液分离，由于反应液中存在石墨和箔片，两者的尺寸不一致，箔片的尺寸相比而言大于石墨尺寸，因此可以在第一离心机2内进行箔片的过滤，溶剂和石墨则过滤至第二离心机3内进行固液分离处理，第二离心机3的过滤尺寸更小，用于分离石墨和溶剂，因此箔片和石墨分别在第一离心机2和第二离心机3内进行分离，然后分离的溶剂则通过第二输送泵5输送至反应釜1内，该过程可以连续化进行，溶剂时钟保持在装置内循环，无需进行单独转移，污染更小，而分离完毕后，可以通过关闭出料阀门8，从而对第一离心机2和第二离心机3进行物料卸料操作，该过程中新物料的加入，分离物料的排出均可以与溶剂进行分离。

如图2所示，在具体实施方式中，所述反应釜1侧面的顶部开设有溢流口11，所述溢流口11与第二离心机3的进料口相互连通。

由于本方案中溶剂在一次加料至反应釜1内后，仅在装置体系内部循环，因此，为了实现溶剂能够实现多次重复利用的效果，需要将其中的石墨和箔片完全分离，箔片的密度相对较大，因此更容易进行分离，石墨的密度相对较小，特别是在反应釜1内处理后，可能会存在表面附着气泡后漂浮在溶剂表面无法下沉的问题，而反应釜1的出料口位于其底部，整个固液分离过程中，反应釜1内的溶剂不会完全被排空，因此其顶部的溶剂中包含的石墨可能会一直残留，并经过多次循环，若不进行分离则可能会影响下一次的加料处理，本申请中采用开设溢流口11的方式，对漂浮在溶剂液面的石墨和溶剂进行排放，当漂浮在上方的石墨的累积高度达到溢流口11的高度时，则可以通过溢流口11排放至第二离心机3内进行离心分离，通过该溢流口11，可以实现对反应釜1内的漂浮石墨进行控制，避免累积过多影响本装置的正常工作。

在具体实施方式中，还包括溢流阀门9，所述溢流阀门9安装在溢流口11与第二离心机3的进料口之间的连通管道上。

溢流口11的高度可能会低于反应釜1内溶剂的高度，因此，为了避免投料后的石墨极片直接通过溢流口11排出，在溢流口11出安装溢流阀门9，用于控制溢流口11的开启和关闭，避免在不必要的时候排出反应釜1内的物料。

在具体实施方式中，还包括加料管道10，所述加料仓6通过加料管道10与反应釜1相互连通，加料阀门7安装在加料管道10上，所述加料管道10的出料口的高度低于溢流口11的高度。

以上实施方式中，由于反应釜1内的反应液的表面可能会有石墨漂浮，若常规从反应釜的顶部投料，则待处理的石墨极片可能会漂浮在石墨的表面，无法进入到溶剂中参与反应，最终未处理的石墨极片你很可能会随着漂浮的石墨被累计或者排放至溢流口11处，因此为了避免该问题，对加料仓6下方设置加料管道10，加料管道10开口位于溢流口11下方，则可以保证新加入的石墨极片被输送至位于溢流口11下方的位置，避免被排放至溢流口外侧。

在具体实施方式中，如图2所示，还包括筛网12，筛网12安装在溢流口11的开口处，附图作为一种便于理解的结构，将筛网12设置在溢流口11与溢流阀门9之间，在实际应用中，筛网12安装在溢流口11开口内侧。

由于石墨电极中箔片的含量相对较少，因此若一次加料处理完成后即进行离心机的过滤处理操作，则能够过滤得到的箔片相对较少，为了尽可能降低离心机的使用频率，降低能源消耗，因此在溢流口11的位置设置筛网12，筛网12可以截留箔片，让石墨通过，因此利用溢流过滤的过程可以使反应釜中保留大量的箔片，而这中间只需要第二离心机工作即可，降低了能源消耗，当进行一定次数的投料后，箔片积累到一定的数量，则可以开启出料阀门8，此时则开启第一离心机2，过滤所得箔片数量多效率高。

本实用新型的装置工作具体过程如下：

首先保持反应釜1内具有处理用的反应溶剂，然后保持出料阀门8和溢流阀门9关闭，开启加料阀门7，加入一定量待处理的石墨极片后关闭加料阀门7，开启反应釜1的搅拌装置，经过一定时间的搅拌反应处理后，关闭或者维持搅拌，开启出料阀门8、第一离心机2、第二离心机3、第一输送泵4和第二输送泵5，让反应釜内的混合物料通过第一输送泵4输送至第一离心机2内进行离心处理，第一离心机2内安装的过滤结构可以对石墨电极内的铜箔进行截留，溶剂和石墨则透过过滤结构后进入到第二离心机3内，第二离心机3内的过滤结构可以对石墨进行截留，溶剂则透过后通过第二输送泵5泵送至反应釜1内进行回收利用，当反应釜1内的漂浮石墨过多且高于溢流口11时，可以开启溢流阀门9，将处于溢流口上方的混合物料排放至第二离心机3内进行离心处理，过滤得到的溶剂则再次被第二输送泵5输送至反应釜1内回用，在一定时间或者一定溶剂量的过滤后，再次关闭出料阀门8、第一离心机2、第二离心机3、第一输送泵4和第二输送泵5，开启加料阀门7并进入下一次循环，在关闭出料阀门8、第一离心机2、第二离心机3、第一输送泵4和第二输送泵5，开启加料阀门7时，操作人员可以对第一离心机2和第二离心机3进行对应的卸料操作，从而实现处理过程的高度连续化。

在具体的实施方式中，在第一离心机2和第二离心机3之间还可以设置一个输送泵，用于将第一离心机2内过滤出来的混合物进行输送。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种连续法处理废旧石墨极片的装置，其特征在于，包括：反应釜(1)、第一离心机(2)、第二离心机(3)、第一输送泵(4)、第二输送泵(5)和加料仓(6)，所述加料仓(6)通过加料阀门(7)与反应釜(1)相互连通，所述反应釜(1)的底部出料口连通设置有出料阀门(8)，所述出料阀门(8)通过第一输送泵(4)与第一离心机(2)的进料口连通，第一离心机(2)的出液口与第二离心机(3)的进料口连通，第二离心机(3)的出液口通过第二输送泵(5)与反应釜(1)的顶部相互连通。

2.如权利要求1所述的连续法处理废旧石墨极片的装置，其特征在于，所述反应釜(1)侧面的顶部开设有溢流口(11)，所述溢流口(11)与第二离心机(3)的进料口相互连通。

3.如权利要求2所述的连续法处理废旧石墨极片的装置，其特征在于，还包括溢流阀门(9)，所述溢流阀门(9)安装在溢流口(11)与第二离心机(3)的进料口之间的连通管道上。

4.如权利要求2所述的连续法处理废旧石墨极片的装置，其特征在于，还包括加料管道(10)，所述加料仓(6)通过加料管道(10)与反应釜(1)相互连通，加料阀门(7)安装在加料管道(10)上，所述加料管道(10)的出料口的高度低于溢流口(11)的高度。

5.如权利要求2所述的连续法处理废旧石墨极片的装置，其特征在于，还包括筛网(12)，所述筛网(12)安装在溢流口(11)的开口处。

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