CN220405649U - 一种选择性浸出废旧磷酸铁锂电池中锂离子的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种选择性浸出废旧磷酸铁锂电池中锂离子的装置，属于废旧锂电池回收技术领域，解决了现有技术中原料消耗较大以及反应效率较低的技术问题。它包括反应单元、pH控制单元、与反应单元连接的进料单元以及设置于反应单元内的曝气单元；pH控制单元包括储酸罐以及pH监测组件，储酸罐与反应单元之间设置有第一管道，第一管道上设置有控制阀；pH监测组件用于监测反应单元内pH值，且pH监测组件与控制阀电性连接。本实用新型选择性浸出废旧磷酸铁锂电池中锂离子的装置，能够更好的用于废旧锂电池的回收工作，适用范围广，维护方便，成本可控。

Description

一种选择性浸出废旧磷酸铁锂电池中锂离子的装置

技术领域

本实用新型涉及废旧锂电池回收技术领域，具体涉及一种选择性浸出废旧磷酸铁锂电池中锂离子的装置。

背景技术

目前处理废旧磷酸铁锂电池正极粉的工艺主要可分为3类，即：①熔融盐回收工艺；②湿法浸出回收工艺；③火法回收工艺。其中，熔融盐回收工艺主要是通利用共熔混合物低共熔点优势来降低反应温度等方式恢复失效的磷酸铁锂电池材料的电化学性能，而湿法浸出提取法主要是通过浸出过程使废旧磷酸铁锂电池中的有价金属进入溶液，再进行除杂富集，回收有价元素。与其他两种方法相比，湿法浸出提取法具有金属回收率和除杂效率高、技术适应性强的优点，是目前主流的处理技术。

目前湿法浸出提取法仍存在氧气氧化速度较慢、通过人工监测调控反应pH值，从而导致原料消耗较大以及反应效率较低的技术问题；因此，亟需一种能够提高气液混合效率以及自动检测调节pH值的锂离子浸出装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种选择性浸出废旧磷酸铁锂电池中锂离子的装置，以解决现有技术中原料消耗较大以及反应效率较低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种选择性浸出废旧磷酸铁锂电池中锂离子的装置，包括反应单元、pH控制单元、与反应单元连接的进料单元以及设置于反应单元内的曝气单元；

pH控制单元包括储酸罐以及pH监测组件，储酸罐与反应单元之间设置有第一管道，第一管道上设置有控制阀；pH监测组件用于监测反应单元内pH值，且pH监测组件与控制阀电性连接。

可选的或优选的，反应单元靠近储酸罐一侧连通有第二管道的一端，第二管道另一端与反应单元远离储酸罐的一侧相连通，第二管道上设置有回流泵。

可选的或优选的，进料单元具有输入端和输出端，进料单元的输出端连接有研磨装置，研磨装置用于将物料研磨后输入至反应单元中。

可选的或优选的，曝气单元包括曝气装置、进气管道以及气体回收管道，气体回收管道用于将反应单元中气体回收至进气管道中；气体回收管道的输入端设置有过滤阀一。

可选的或优选的，pH监测组件包括第三管道以及与第三管道连接的取样池，第三管道与第二管道相连通，并在连通处设置滤膜；

取样池连接有pH值检测装置，pH值检测装置电性连接有控制器，控制器与控制阀电性连接。

可选的或优选的，反应单元外部设置有夹套，夹套用于对反应单元内进行加热。

可选的或优选的，反应单元下部连通有出料管道，出料管道上设置有过滤阀二以及过滤装置。

基于上述技术方案，本实用新型至少可以产生如下技术效果：

本实用新型提供的一种选择性浸出废旧磷酸铁锂电池中锂离子的装置，通过在反应单元内设置曝气单元，增大了氧气与磷酸铁锂电池正极粉的接触时间，提高反应效率；

通过设置有pH控制单元，能够通过pH监测组件实时监测并调整反应容器内pH值，节省人力成本，提高生产效率，加快生产节拍；通过pH监测组件同时减少取样带来的物料浪费，节约成本。

附图说明

图1是本实用新型选择性浸出废旧磷酸铁锂电池中锂离子的装置的结构示意图。

图中：100、反应单元；110、第二管道；120、回流泵；130、夹套；140、出料管道；150、过滤阀二；160、过滤装置；200、pH控制单元；210、储酸罐；220、第一管道；230、控制阀；240、第三管道；250、取样池；260、滤膜；270、pH值检测装置；280、控制器；300、进料单元；310、研磨装置；400、曝气单元；410、曝气装置；420、进气管道；430、气体回收管道；440、过滤阀一。

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它实施例都属于本实用新型保护的范围。

【实施例】

请参阅图1，一种选择性浸出废旧磷酸铁锂电池中锂离子的装置，包括作为废旧电池，磷酸铁锂电池浸出反应容器主体的反应单元100、用于实时监测和调节反应单元100内pH值的pH控制单元200、用于向上述反应单元100内填充物料的进料单元300以及向反应单元100内提供氧气的曝气单元400；图1中箭头方向是指气体或液体流向。

本实施例中，pH控制单元200包括储酸罐210以及pH监测组件，储酸罐210与反应单元100之间通过第一管道220相连通，且第一管道220上设置有控制阀230，控制阀230与上述pH监测组件电性连接，pH监测组件能够实时监测反应单元100内的pH值，工作人员可以通过pH监测组件设置某一阈值，当反应单元100内pH值高于上述阈值时，pH监测组件可以通过上述控制阀230，将储酸罐210内溶液泵入至反应单元100中，直至反应单元100内pH值低于上述阈值。

示例性的，pH监测组件包括第三管道240以及与第三管道240连接的取样池250，第三管道240与第二管道110相连通，并在连通处设置滤膜260；取样池250连接有pH值检测装置270，pH值检测装置270电性连接有控制器280，控制器280与控制阀230电性连接；储酸罐210内容物设置为硫酸。

本实施例中，反应单元100靠近储酸罐210一侧连通有第二管道110的一端，第二管道110另一端与反应单元100远离储酸罐210的一侧相连通，第二管道110上设置有回流泵120。

实际工作中，反应单元100底部液体可以通过第二管道110和回流泵120回流至反应单元100上部的一侧，实现循环；循环过程中，通过pH监测单元实现反应单元100内pH值的实时监测，同时，底部循环可以在一定程度上提高反应速率以及反应效果。

本实施例中，进料单元300用于向反应单元100内提供物料，进料单元300具有相应的输入端和输出端，进料单元300的输出端连接有研磨装置310，研磨装置310用于将物料研磨后输入至反应单元100中。

本实施例中，曝气单元400包括曝气装置410、与曝气装置410相连通的进气管道420以及气体回收管道430；示例性的，曝气装置410可以选择曝气盘。

上述气体回收管道430的输入端设置有过滤阀一440，当反应单元100内气体达到一定压力时，可以通过气体回收管道430回收至进气管道420中进行循环利用。

本实施例中，反应单元100外部设置有夹套130，可以理解的是，夹套130上设置有相应的输入端和输出端，夹套130用于对反应单元100内进行加热，实际工作中，优选加热温度为40℃，以提高反应单元100内反应速率。

反应单元100下部还连通有出料管道140，待反应单元100内磷酸铁锂电池中锂离子充分浸出口，其pH值不再变化，浸出液由出料管道140排出至后续流程；其中出料管道140上设置有过滤阀二150以及过滤装置160.

可以理解的是，上述过滤阀一440用于滤除反应单元100中的液体和固体(废渣一)，防止因压强升高导致反应物从气体回收管道430喷出；滤膜260用于滤除反应单元100中的固体(废渣二)，避免堵塞后续管道；过滤阀二150以及过滤装置160用于反应完成后出料管道140废渣三的过滤，得到反应浸出的碳酸锂产品，上述过滤件可更换的设置于装置中。

本实用新型提供的一种选择性浸出废旧磷酸铁锂电池中锂离子的装置，至少能够实现以下有益效果：

1)、装置简单，采用底端曝气，利用氧气可高效浸出锂离子，高气流喷射装置防止底端废渣堵塞，节约经济成本。

2)、增加pH自动测控装置，微量取样并且中和酸回流，减少取样造成的浪费；

3)、装置为简单宽矮型，实现短流程高效反应，适应多种应用环境，节约空间；

4)、简化搅拌装置，利用高气流进行混合搅拌，流程工艺简单，耗能少；

5)、设置有多个可更换的过滤件，出料时利用泵的压力高效过滤废渣，防止堵塞。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种选择性浸出废旧磷酸铁锂电池中锂离子的装置，其特征在于，包括反应单元(100)、pH控制单元(200)、与所述反应单元(100)连接的进料单元(300)以及设置于所述反应单元(100)内的曝气单元(400)；

所述pH控制单元(200)包括储酸罐(210)以及pH监测组件，所述储酸罐(210)与所述反应单元(100)之间设置有第一管道(220)，所述第一管道(220)上设置有控制阀(230)；所述pH监测组件用于监测所述反应单元(100)内pH值，且所述pH监测组件与所述控制阀(230)电性连接。

2.根据权利要求1所述的选择性浸出废旧磷酸铁锂电池中锂离子的装置，其特征在于，所述反应单元(100)靠近所述储酸罐(210)一侧连通有第二管道(110)的一端，所述第二管道(110)另一端与所述反应单元(100)远离所述储酸罐(210)的一侧相连通，所述第二管道(110)上设置有回流泵(120)。

3.根据权利要求2所述的选择性浸出废旧磷酸铁锂电池中锂离子的装置，其特征在于，所述进料单元(300)具有输入端和输出端，所述进料单元(300)的输出端连接有研磨装置(310)，所述研磨装置(310)用于将物料研磨后输入至所述反应单元(100)中。

4.根据权利要求3所述的选择性浸出废旧磷酸铁锂电池中锂离子的装置，其特征在于，所述曝气单元(400)包括曝气装置(410)、进气管道(420)以及气体回收管道(430)，所述气体回收管道(430)用于将所述反应单元(100)中气体回收至所述进气管道(420)中；所述气体回收管道(430)的输入端设置有过滤阀一(440)。

5.根据权利要求4所述的选择性浸出废旧磷酸铁锂电池中锂离子的装置，其特征在于，所述pH监测组件包括第三管道(240)以及与所述第三管道(240)连接的取样池(250)，所述第三管道(240)与所述第二管道(110)相连通，并在连通处设置滤膜(260)；

所述取样池(250)连接有pH值检测装置(270)，所述pH值检测装置(270)电性连接有控制器(280)，所述控制器(280)与所述控制阀(230)电性连接。

6.根据权利要求5所述的选择性浸出废旧磷酸铁锂电池中锂离子的装置，其特征在于，所述反应单元(100)外部设置有夹套(130)，所述夹套(130)用于对所述反应单元(100)内进行加热。

7.根据权利要求6所述的选择性浸出废旧磷酸铁锂电池中锂离子的装置，其特征在于，所述反应单元(100)下部连通有出料管道(140)，所述出料管道(140)上设置有过滤阀二(150)以及过滤装置(160)。