CN218872518U - 一种高效分离废旧锂电池正负极混合材料的浮选装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效分离废旧锂电池正负极混合材料的浮选装置，属于废旧电池资源回收技术领域，包括超声系统、空化‑搅拌系统和浮选分离系统，所述的超声系统的底部出口通过物料输送装置与所述空化‑搅拌系统相连，所述空化‑搅拌系统通过物料输送装置与所述浮选分离系统相连，通过超声系统乳化浮选剂，提高药剂作用率及降低药剂用量；空化‑搅拌系统在实现物料分散的同时，促进疏水性负极材料颗粒间选择性凝聚；浮选分离系统采用微泡‑浮选柱，能够进一步强化正负极材料颗粒的浮选分离，上述三个系统的有机结合实现了对废旧锂电池正负极混合材料的浮选分离的协同强化，从而实现了废旧锂电池正负极混合材料的高效分离。

Description

一种高效分离废旧锂电池正负极混合材料的浮选装置

技术领域

本实用新型涉及废旧电池资源回收技术领域，特别涉及一种高效分离废旧锂电池正负极混合材料的浮选装置。

背景技术

锂电池具有能量密度和工作电压高、循环使用寿命长、自放电率低、环境友好等特点，在新能源汽车、储能、数码电子等领域得以广泛应用。而随着废旧锂电池的增多，废弃、简单堆存和掩埋都会造成严重的环境污染问题（如土壤污染、地下水污染等），且其中所含的有价金属若不回收利用，会导致资源严重浪费。废旧锂电池材料回收前通常需经过拆解、放电、热解、破碎、筛分等步骤，随后可通过物理方法（例如，重选、色选和浮选等）和化学方法（例如，冶金和浸出等）将混合材料中的有价金属（正极材料）与石墨（负极材料）分离。研究表明，浮选是实现废旧锂电池正负极材料分离的有效方法，可最大程度保证电极材料完整，且二次污染问题较小。但目前的废旧锂电池浮选分离装置普遍存在浮选药剂消耗量大、正负极材料分离不充分、浮选操作流程繁琐等问题。因此，开发一种经济、简单、高效的浮选装置对实现废旧锂电池材料经济高效利用具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种高效分离废旧锂电池正负极混合材料的浮选装置，以解决当前废旧锂电池回收领域普遍存在的浮选药剂消耗量大、正负极材料分离不充分、浮选流程繁琐等问题，该装置药剂消耗量小，浮选流程简单且浮选效率高，对实现废旧锂电池材料经济高效利用具有重要作用。

本实用新型采用的技术方案为：一种高效分离废旧锂电池正负极混合材料的浮选装置，包括超声系统、空化-搅拌系统和浮选分离系统，所述的超声系统底部出口通过蠕动泵和橡胶管与所述空化-搅拌系统相连，所述的空化-搅拌系统的顶部出口通过砂浆泵和橡胶管与所述的浮选分离系统相连。

进一步的，所述的超声系统包括超声槽、声波发生器和超声换能器，所述的声波发生器安装在超声槽底部，声波发生器同时与超声换能器连接，蠕动泵将用于将超声处理后的捕收剂-水混合液输送至空化-搅拌系统。

进一步的，所述空化-搅拌系统包括电机、搅拌桨、搅拌桶、空化管、橡胶管和砂浆泵，搅拌桨设置在搅拌桶内部，搅拌桶上方设置有固定支架，搅拌桨转动安装在固定支架上，搅拌桨固定安装在电机的输出轴上，电机固定安装在固定支架上，搅拌桶上设置有砂浆泵和橡胶管组成的支路，空化管设置在该支路上，初始矿浆通过搅拌桶底部给料，砂浆泵、搅拌桶和空化管构成闭路的空化系统，用于对矿浆进行处理，搅拌桶上部出料口处设有阀门并进一步通过砂浆泵和橡胶管与浮选分离系统连接。

进一步的，所述浮选分离系统包括浮选柱、空压机、微孔发泡板，微孔发泡板设置在浮选柱的底部，浮选柱底部开有两孔，孔上固定微孔发泡板并通过橡胶管与空压机连接，搅拌处理后的矿浆进一步在浮选分离系统中进行分离作业。

本实用新型与现有技术相比的有益效果为：（1）正负极混合材料能够在搅拌系统中进行充分分散；（2）超声系统预处理浮选剂能够有效乳化捕收剂（烃油类），更加有利于捕收剂在正负极混合材料表面选择性高效吸附，降低浮选剂用量；（3）闭路循环空化系统，能够有效促进疏水性负极石墨材料表面气化成核，形成超疏水微细核化气泡，增强石墨表面疏水性，并桥联絮凝微细粒疏水性石墨颗粒；（4）采用微细气泡浮选柱能够充分利用静态分选的原理提高分离精度，降低泡沫产品中正极材料的夹带；（5）利用本实用新型的而技术方案能够有效实现废旧锂电池中正负极混合材料的高效分离，获得高品质和高回收率的最终正极与负极产品。

附图说明

图1为本实用新型一种高效分离废旧锂电池正负极混合材料的浮选装置的结构示意图。

附图标号：1-超声换能器，2-超声槽，3-声波发生器，4-阀门，5-蠕动泵，6-砂浆泵，7-空化管，8-电机，9-搅拌桶，10-搅拌桨，11-浮选柱，12-微孔发泡板，13-空压机，14-橡胶管。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例：如图1所示，本实用新型公开了一种高效分离废旧锂电池正负极混合材料的浮选装置，包括超声换能器1、超声槽2、声波发生器3、阀门4、蠕动泵5、砂浆泵6、空化管7、电机8、搅拌桶9、搅拌桨10、浮选柱11、微孔发泡板12、空压机13、橡胶管14。

本实施例中所述的超声系统由超声槽2、声波发生器3、超声换能器1组成。声波发生器安装于超声槽底部，并与超声换能器连接。超声槽2下方出料口处通过橡胶管14与蠕动泵5连接，可通过蠕动泵5和橡胶管14将经过超声预处理的捕收剂-水混合液体输送至空化-搅拌系统，整个输送过程通过阀门4进行物料流量控制。

本实施例中的空化-搅拌系统包括电机8，搅拌桨10，搅拌桶9，空化管7，橡胶管14，初始矿浆通过搅拌桶9底部给料，通过安装在搅拌桶顶部的电机8驱动搅拌桨10调浆。与此同时，通过砂浆泵6、搅拌桶9、橡胶管14、空化管7构成的空化系统对矿浆进行循环处理。搅拌桶9中上部出料口处设有阀门4，通过橡胶管14连接砂浆泵6和浮选分离系统，可将调浆完毕的矿浆通过物料输送系统输送至浮选分离系统的装置中。

本实施例中所述的浮选分离系统包括浮选柱11，空压机13，微孔发泡板12，其中物料发泡板安装在浮选柱11筒体底部。

本装置主要用于废旧锂电池正负极混合材料的高效浮选分离，具体操作过程为：

将废旧锂电池正负极混合材料悬浮液加入至空化-搅拌系统中，调节搅拌桨10转速并使物料均匀分散；同时开启砂浆泵6，利用空化管7对矿浆进行空化预处理。与此同时，将浮选剂及部分清水置于超声槽2内并通过调节声波发生器控制超声频率及功率对浮选剂-水进行乳化处理，并将处理后的浮选剂乳液通过蠕动泵5和橡胶管14输送至搅拌桶9内与矿浆混合。

浆料经充分调浆后，经砂浆泵6和橡胶管14转移和至浮选柱11中进行分离作业，浮选过程中，启动空压机13，通过微孔发泡板12，从浮选柱11底部鼓入小气泡，疏水性较强的负极材料石墨随气泡上浮并最终成为泡沫产品，而亲水性的正极材料在重力的作用下从成为沉砂，从浮选柱11底部排出。

Claims (4)

1.一种高效分离废旧锂电池正负极混合材料的浮选装置，其特征在于：包括超声系统、空化-搅拌系统和浮选分离系统，所述的超声系统底部出口通过蠕动泵（5）和橡胶管（14）与所述空化-搅拌系统相连，所述的空化-搅拌系统的顶部出口通过砂浆泵（6）和橡胶管（14）与所述的浮选分离系统相连。

2.根据权利要求1中所述的一种高效分离废旧锂电池正负极混合材料的浮选装置，其特征在于：所述的超声系统包括超声槽（2）、声波发生器（3）和超声换能器（1），所述的声波发生器（3）安装在超声槽（2）底部，声波发生器（3）同时与超声换能器（1）连接，蠕动泵（5）用于将超声处理后的捕收剂-水混合液输送至空化-搅拌系统。

3.根据权利要求2中所述的一种高效分离废旧锂电池正负极混合材料的浮选装置，其特征在于：所述空化-搅拌系统包括电机（8）、搅拌桨（10）、搅拌桶（9）、空化管（7）、橡胶管（14）和砂浆泵（6），搅拌桨（10）设置在搅拌桶（9）内部，搅拌桶（9）上方设置有固定支架，搅拌桨（10）转动安装在固定支架上，搅拌桨（10）固定安装在电机（8）的输出轴上，电机（8）固定安装在固定支架上，搅拌桶（9）上设置有砂浆泵（6）和橡胶管（14）组成的支路，空化管（7）设置在该支路上，初始矿浆通过搅拌桶（9）底部给料，砂浆泵（6）、搅拌桶（9）和空化管（7）构成闭路的空化系统，用于对矿浆进行处理，搅拌桶（9）上部出料口处设有阀门（4）并进一步通过砂浆泵（6）和橡胶管（14）与浮选分离系统连接。

4.根据权利要求3中所述的一种高效分离废旧锂电池正负极混合材料的浮选装置，其特征在于：所述浮选分离系统包括浮选柱（11）、空压机（13）、微孔发泡板（12），微孔发泡板（12）设置在浮选柱（11）的底部，浮选柱（11）底部开有两孔，孔上固定微孔发泡板并通过橡胶管（14）与空压机（13）连接，搅拌处理后的矿浆进一步在浮选分离系统中进行分离作业。

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