KR102334855B1 - Batch processing system for waste lithium secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폐리튬이차전지를 분해하여 일괄적으로 처리하는 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기자동차에 사용된 팩 상태의 폐리튬이차전지를 일괄적으로 처리함으로써 유해한 전해질을 효과적으로 처리하고 니켈, 코발트, 망간, 리튬의 유가금속과 극판을 구성하는 알루미늄과 구리를 효율적으로 회수할 수 있는 폐리튬이차전지 일괄처리시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for disassembling and collectively processing waste lithium secondary batteries, and more particularly, by collectively processing waste lithium secondary batteries in a pack state used in electric vehicles to effectively treat harmful electrolytes, It relates to a waste lithium secondary battery batch processing system capable of efficiently recovering valuable metals such as cobalt, manganese, and lithium, and aluminum and copper constituting the electrode plate.
근래에 전기자동차가 급속도로 보급되고 있고 전기자동차에 사용되는 리튬이차전지는 나중에 폐기되는바, 이렇게 폐기되는 리튬이차전지의 처리 및 재활용을 위한 기술 개발이 시도되고 있다.In recent years, electric vehicles are rapidly spreading, and lithium secondary batteries used in electric vehicles are later discarded, so technology development for the treatment and recycling of the discarded lithium secondary batteries is being attempted.
일예로, 아래의 특허문헌 1은 폐리튬이온배터리의 재활용 장치에 관한 것으로, 폐배터리가 완전 방전되었는지를 확인하여 완전 방전된 폐배터리가 투입되어 파쇄가 공기 중에서 이루어지는 슈레더 파쇄기; 투입구로 완전 방전이 이루어지지 않은 폐배터리가 투입되면 수중에서 파쇄가 진행되는 수중파쇄부; 상기 수중파쇄부에서 파쇄된 조각들과 상기 슈레더 파쇄기에서 파쇄된 조각들을 조금 더 잘게 파쇄하는 일반파쇄부; 상기 파쇄된 조각들을 건조하는 건조부; 및 상기 건조부에서 건조된 파쇄된 조각들을 분류하여 저장하는 분급부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.As an example, Patent Document 1 below relates to a recycling device for a waste lithium ion battery, the shredder shredder that confirms whether the waste battery is completely discharged, the completely discharged waste battery is put in, and the shredding is performed in the air; An underwater crushing unit for crushing in water when a waste battery that has not been completely discharged is put into the inlet; a general crusher for crushing the fragments crushed by the underwater crusher and the fragments crushed by the shredder crusher into smaller pieces; a drying unit for drying the crushed pieces; and a classification unit for classifying and storing the crushed pieces dried in the drying unit.
다른 예로, 아래의 특허문헌 2는 폐 배터리 재활용 장치에 관한 것으로, 포장 배터리의 전해액을 제거하고, 폐 포장 배터리와 폐 벌크 배터리를 분쇄하여 페이스트, 그리드, 합성수지, 세퍼레이터를 각각 분리되게 얻어내는 전처리부와; 상기 그리드와 페이스트를 배출스크류 컨베이어를 통해 제1 스크레이퍼 컨베이어로 투입하고, 분탄, 분철, 소다회를 상기 제1 스크레이퍼 컨베이어에 투입하여 상호 뒤섞으면서 제2 스크레이퍼 컨베이어와 투입 스크류 컨베이어로 배출하는 재료 공급부와; 상기 재료 공급부를 통해 재료를 공급받아 재료를 가열하여 재료를 용해시키는 용해부와; 상기 용해부에서 출탕되는 재료의 슬래그를 제거한 후 재료를 임시 보관하는 케틀과; 케틀의 채워진 재료를 납펌프를 통해 공급받아 납괴를 생산하는 주조기를; 포함하는 것을 특징으로 한다.As another example, the following Patent Document 2 relates to a waste battery recycling device, and a pre-processing unit that removes the electrolyte of a packaged battery and pulverizes a waste packaged battery and a waste bulk battery to separately obtain a paste, a grid, a synthetic resin, and a separator Wow; a material supply unit for feeding the grid and the paste to the first scraper conveyor through the discharging screw conveyor, and discharging the powdered coal, powdered iron, and soda ash to the first scraper conveyor and mixing them with each other to the second scraper conveyor and the input screw conveyor; a dissolving unit receiving a material supplied through the material supply unit and heating the material to dissolve the material; a kettle for temporarily storing the material after removing the slag of the material tapped from the melting part; a casting machine for producing lead ingots by receiving the filled material of the kettle through a lead pump; characterized by including.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 전기자동차에 사용된 팩 상태의 폐리튬이차전지를 분해하여 일괄 공정으로 처리함으로써 유해한 전해질을 효과적으로 처리하고 니켈, 코발트, 망간, 리튬의 유가금속과 극판을 구성하는 알루미늄과 구리를 효율적으로 회수할 수 있는 폐리튬이차전지 일괄처리시스템을 제공하는 것이다.The problem to be solved in the present invention is to effectively treat harmful electrolytes by disassembling and treating the waste lithium secondary battery in a pack state used in electric vehicles in a batch process, and to construct an electrode plate with valuable metals of nickel, cobalt, manganese, and lithium. It is to provide a waste lithium secondary battery batch processing system that can efficiently recover aluminum and copper.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 폐리튬이차전지 일괄처리시스템은, 복수의 컨베이어와 복수의 로봇을 포함하여 배터리팩을 모듈이나 셀 단위까지 분해하는 분해처리부; 상기 분해처리부에서 분해된 모듈이나 셀을 컨베이어를 통해 공급받아 이를 파쇄하는 파쇄처리부; 상기 파쇄처리부로부터 공급된 파쇄된 제품 조각들에서 남아있는 전해질을 처리하고 분리막을 수거하며 활물질을 분리해내는 알칼리 침수처리부; 상기 알칼리 침수처리부에서 물과 함께 배출된 고체 상태의 물질들로부터 활물질을 최종 분리하는 침전처리부; 상기 침전처리부로부터 배출된 침전물이 투입되고 가열처리를 통해 침전물 내의 액체 성분을 증발시키는 열처리부; 상기 열처리부에서 배출된 가루나 알갱이를 크기별로 나누는 분급처리부; 및 상기 분급처리부로부터 이송된 가루 상태의 물질에서 유가금속 성분을 각각 분리하여 회수하는 유가금속 회수처리부;로 이루어지고, 상기 복수의 컨베이어는 배터리팩이 분해되면서 이동하는 이송컨베이어를 포함하며, 상기 복수의 로봇은 배터리팩의 커버를 분리해내는 배터리팩 로봇과 커버가 오픈된 배터리팩에서 모듈을 분리해내는 모듈 로봇으로 이루어지거나, 배터리팩의 커버를 분리해내는 배터리팩 로봇과 커버가 오픈된 배터리팩에서 모듈을 분리해내는 모듈 로봇과 분해된 모듈로부터 셀을 분리해내는 셀 로봇으로 이루어지고, 상기 모듈 로봇은 모듈을 연결하고 있는 케이블과 부품들을 분리해내며, 상기 분해처리부는 배터리팩 로봇에 의해 분리된 배터리팩의 커버와, 모듈 로봇에 의해 분리된 케이블과 부품들 및 모듈이 분리되고 남아 있는 배터리팩 케이스를 별도의 보관장소로 배출한다.In order to solve the above problems, the waste lithium secondary battery batch processing system of the present invention includes: a disassembling unit for disassembling the battery pack to a module or cell unit, including a plurality of conveyors and a plurality of robots; a crushing unit for receiving the modules or cells decomposed in the disassembling unit through a conveyor and crushing them; an alkali immersion treatment unit for treating the remaining electrolyte from the crushed product pieces supplied from the crushing unit, collecting the separator, and separating the active material; a precipitation treatment unit for finally separating the active material from the solid materials discharged together with water from the alkali immersion treatment unit; a heat treatment unit to which the precipitate discharged from the precipitation treatment unit is put and to evaporate the liquid component in the precipitate through heat treatment; a classification processing unit for dividing the powder or grains discharged from the heat treatment unit by size; and a valuable metal recovery processing unit that separates and recovers each valuable metal component from the powdery material transferred from the classification processing unit, wherein the plurality of conveyors include a conveying conveyor that moves while the battery pack is disassembled, The robot of is composed of a battery pack robot that removes the cover of the battery pack and a module robot that separates the module from the battery pack with the cover open, or a battery pack robot that removes the cover of the battery pack and the battery with the cover open It consists of a module robot that separates the module from the pack and a cell robot that separates cells from the disassembled module, wherein the module robot separates cables and parts connecting the modules, and the disassembly and processing unit is applied to the battery pack robot. The cover of the battery pack separated by the module, the cables, parts, and modules separated by the module robot are separated and the remaining battery pack case is discharged to a separate storage area.
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또한 본 발명의 폐리튬이차전지 일괄처리시스템은, 상기 알칼리 침수처리부가 알칼리액이 저장되어 있되 제1 초음파발생기를 구비한 알칼리 침수조와, 상기 알칼리 침수조에 연결되되 내용물 메쉬 필터가 구비되어 있어 고체 상태의 물질들을 모두 걸러내는 고체 분리조와, 상기 알칼리 침수조에 연결되되 필터가 구비되어 있어 알칼리 침수조에서 오버 플로우된 알칼리액 중에서 분리막을 걸러내는 순환조를 포함한다.In addition, the waste lithium secondary battery batch processing system of the present invention includes an alkali immersion tank in which the alkali liquid is stored in the alkali immersion treatment unit and a first ultrasonic generator, and a mesh filter connected to the alkali immersion tank. It includes a solid separation tank for filtering all of the substances, and a circulation tank connected to the alkali immersion tank and equipped with a filter to filter the separation membrane from the alkaline solution overflowing from the alkali immersion tank.
또한 본 발명의 폐리튬이차전지 일괄처리시스템은, 상기 알칼리 침수조에서 알칼리액을 오버 플로우시켜 순환조로 보내고 상기 오버 플로우된 알칼리액은 순환조에서 다시 알칼리 침수조로 보내지며, 상기 고체 분리조는 고체 상태의 물질들에 묻어 있는 알칼리액을 제거하고 상기 고체 상태의 물질들을 다음 공정을 위하여 배출시킨다.In addition, the waste lithium secondary battery batch processing system of the present invention overflows the alkali solution from the alkali immersion tank and sends it to the circulation tank, and the overflowed alkali solution is sent back from the circulation tank to the alkali immersion tank, and the solid separation tank is in a solid state Remove the alkali solution attached to the materials of the solid state and discharge the materials for the next process.
또한 본 발명의 폐리튬이차전지 일괄처리시스템은, 상기 침전처리부에 제2 초음파발생기가 구비되어 있어 발생된 초음파에 의해 알루미늄판 및 구리판에 남아 있는 활물질들을 최종 분리하는 침전조를 포함한다.In addition, the waste lithium secondary battery batch processing system of the present invention includes a sedimentation tank for finally separating the active materials remaining on the aluminum plate and the copper plate by the ultrasonic wave generated by the second ultrasonic generator being provided in the sedimentation processing unit.
또한 본 발명의 폐리튬이차전지 일괄처리시스템은, 상기 열처리부가 좌광우협 또는 우광좌협의 단면 형상을 갖는 통으로 이루어지고, 단면이 큰 쪽의 상부 일측에 침전물이 투입되는 유입구가 형성되되 단면이 작은 쪽의 상부 일측에 증발된 증기가 배출되는 증기배출구가 단면이 작은 쪽의 저부 일측에 유출구가 각각 마련되며, 내부에는 구동수단에 의해 회전하는 수평 교반기가 구비되어 있는 열처리로와; 상기 열처리로에서 증발된 증기에서 유해한 성분을 제거하는 증기 처리조;를 포함한다.In addition, in the waste lithium secondary battery batch processing system of the present invention, the heat treatment part is made of a barrel having a cross-sectional shape of a left or right side or a right side, and an inlet into which the sediment is put is formed on the upper side of the side with a large cross section, but the cross section is small a heat treatment furnace having a steam outlet on one side of the upper side of the side where the evaporated steam is discharged, and an outlet at one side of the bottom of the side having a smaller cross section, and having a horizontal stirrer inside which is rotated by a driving means; and a steam treatment tank for removing harmful components from the vapor evaporated from the heat treatment furnace.
또한 본 발명의 폐리튬이차전지 일괄처리시스템은, 상기 분급처리부가 니켈, 코발트, 망간, 리튬 및 흑연의 가루 상태의 물질과 알루미늄, 구리, 기타 성분의 알갱이 상태의 물질을 분리해내는 초음파 분급기; 상기 초음파 분급기로부터 가루 상태의 물질이 유입되는 호퍼와, 상기 호퍼 하부에 설치되는 밸브와, 상기 밸브 하단에 연결되는 제3 스크류 컨베이어로 이루어지는 가루 처리부; 및 상기 초음파 분급기로부터 알갱이 상태의 물질이 유입되고 와전류를 이용하여 알루미늄 알갱이, 구리알갱이, 기타 알갱이를 각각 분류하는 비철 선별기를 포함하는 알갱이 처리부로 구성된다.In addition, the waste lithium secondary battery batch processing system of the present invention is an ultrasonic classifier in which the classifying unit separates the powdery material of nickel, cobalt, manganese, lithium and graphite and the granular material of aluminum, copper, and other components ; a powder processing unit including a hopper through which a powdery material is introduced from the ultrasonic classifier, a valve installed under the hopper, and a third screw conveyor connected to a lower end of the valve; and a grain processing unit including a non-ferrous sorter for each of aluminum grains, copper grains, and other grains by using an eddy current to which a grainy material is introduced from the ultrasonic classifier.
또한 본 발명의 폐리튬이차전지 일괄처리시스템은, 상기 유가금속 회수처리부가 산성에서 알칼리로 pH 변화를 주면서 산성 액체에 녹아 이온화되어 있는 유가금속을 차례대로 침출시키는 반응조와, 상기 반응조에 황산, 과산화수소, 가성소다를 공급하는 반응액 공급부와, 소정 pH에서 침출된 각각의 유가금속을 회수하는 유가금속 회수부로 이루어진다.In addition, the waste lithium secondary battery batch processing system of the present invention includes a reaction tank for sequentially leaching valuable metals dissolved in an acidic liquid and ionized in an acidic liquid while the valuable metal recovery processing unit changes the pH from acid to alkali, and sulfuric acid and hydrogen peroxide in the reaction tank , a reaction solution supply unit for supplying caustic soda, and a valuable metal recovery unit for recovering each valuable metal leached at a predetermined pH.
또한 본 발명의 폐리튬이차전지 일괄처리시스템은, 상기 반응조에 인버터를 이용하여 교반속도를 조절할 수 있는 교반기와, 반응조 내부의 온도를 측정하는 온도센서와, 반응조 내부 용액의 pH를 측정하는 pH 미터가 구비되어 있다.In addition, the waste lithium secondary battery batch processing system of the present invention includes a stirrer capable of controlling the stirring speed by using an inverter in the reaction tank, a temperature sensor measuring the temperature inside the reaction tank, and a pH meter measuring the pH of the solution inside the reaction tank is provided.
또한 본 발명의 폐리튬이차전지 일괄처리시스템은, 상기 유가금속 회수부가 반응조로부터 침출액을 유입하여 배출하는 다이어프램 펌프와, 상기 다이어프램 펌프에서 배출된 침출액이 통과하면서 유가금속을 채굴하는 유가금속 분리조를 포함한다.In addition, the waste lithium secondary battery batch processing system of the present invention comprises a diaphragm pump through which the valuable metal recovery unit flows in and discharges the leachate from the reaction tank, and a valuable metal separation tank for mining valuable metals while the leachate discharged from the diaphragm pump passes through. include
본 발명의 폐리튬이차전지 일괄처리시스템에 의하면, 복수의 진공 흡입설비를 구비함으로써 전기자동차에 사용된 팩 상태의 폐리튬이차전지를 분해하는 과정에서 인체에 유해한 전해질을 효과적으로 처리할 수 있다.According to the waste lithium secondary battery batch processing system of the present invention, it is possible to effectively treat the electrolyte harmful to the human body in the process of disassembling the pack state of the waste lithium secondary battery used in the electric vehicle by providing a plurality of vacuum suction facilities.
또한 본 발명의 폐리튬이차전지 일괄처리시스템에 의하면, 배터리팩 로봇, 모듈 로봇 및 셀 로봇을 구비함으로써 배터리팩 케이스, 모듈 케이스 및 기타 부품들을 효율적으로 회수할 수 있다.In addition, according to the waste lithium secondary battery batch processing system of the present invention, it is possible to efficiently collect the battery pack case, the module case and other parts by providing the battery pack robot, the module robot and the cell robot.
또한 본 발명의 폐리튬이차전지 일괄처리시스템에 의하면, 알칼리 침수처리부를 구비함으로써 전해질을 최종적으로 제거할 수 있고 분리막도 효과적으로 수거할 수 있다.In addition, according to the waste lithium secondary battery batch processing system of the present invention, the electrolyte can be finally removed and the separator can also be effectively collected by providing an alkali immersion treatment unit.
또한 본 발명의 폐리튬이차전지 일괄처리시스템에 의하면, 분급처리부와 유가금속 회수처리부를 구비함으로써 니켈, 코발트, 망간, 리튬의 유가금속과 극판을 구성하는 알루미늄과 구리를 효율적으로 회수할 수 있다.In addition, according to the waste lithium secondary battery batch processing system of the present invention, valuable metals such as nickel, cobalt, manganese, and lithium and aluminum and copper constituting the electrode plate can be efficiently recovered by providing the classification processing unit and the valuable metal recovery processing unit.
또한 본 발명의 폐리튬이차전지 일괄처리시스템에 의하면, 폐리튬이차전지를 분해하는 단계에서 주요 물질을 수거 및 회수하는 단계까지 일괄적으로 처리할 수 있으므로 시스템의 효용성이 크게 증대된다.In addition, according to the waste lithium secondary battery batch processing system of the present invention, from the disassembling of the waste lithium secondary battery to the collecting and recovering of the main material can be processed in one batch, thereby greatly increasing the effectiveness of the system.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이차전지 일괄처리시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이차전지 일괄처리시스템의 분해처리부의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이차전지 일괄처리시스템의 파쇄처리부의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이차전지 일괄처리시스템의 알칼리 침수처리부의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이차전지 일괄처리시스템의 침전처리부의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이차전지 일괄처리시스템의 열처리부의 확대도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이차전지 일괄처리시스템의 분급처리부의 확대도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이차전지 일괄처리시스템의 유가금속 회수처리부의 확대도이다.
도 9는 도 8의 A 부분의 확대도이다.1 is a block diagram of a waste lithium secondary battery batch processing system according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view of the disassembly processing unit of the waste lithium secondary battery batch processing system according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged view of the crushing unit of the waste lithium secondary battery batch processing system according to an embodiment of the present invention.
4 is an enlarged view of the alkali immersion treatment unit of the waste lithium secondary battery batch processing system according to an embodiment of the present invention.
5 is an enlarged view of the sedimentation processing unit of the waste lithium secondary battery batch processing system according to an embodiment of the present invention.
6 is an enlarged view of a heat treatment unit of a waste lithium secondary battery batch processing system according to an embodiment of the present invention.
7 is an enlarged view of the classification processing unit of the waste lithium secondary battery batch processing system according to an embodiment of the present invention.
8 is an enlarged view of a valuable metal recovery processing unit of a waste lithium secondary battery batch processing system according to an embodiment of the present invention.
9 is an enlarged view of part A of FIG. 8 .
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1을 참조하면, 본 발명의 폐리튬이차전지 일괄처리시스템은 분해처리부(100), 파쇄처리부(200), 알칼리 침수처리부(300), 침전처리부(400), 열처리부(500), 분급처리부(600) 및 유가금속 회수처리부(700)로 이루어진다.1, the waste lithium secondary battery batch processing system of the present invention is a
이하, 각 구성별로 본 발명의 구체적인 내용을 설명한다.Hereinafter, specific contents of the present invention will be described for each configuration.
상기 분해처리부(100)는 이송컨베이어(111)에 공급된 팩상태의 폐리튬이차전지(이하 "배터리팩"이라 한다)를 셀 단위까지 분해하는 구성으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 컨베이어(110)와 복수의 로봇(130)을 포함하여 이루어진다.The
이때, 상기 폐리튬이차전지는 안전을 위하여 완전히 방전시킨 후 이송컨베이어(111)에 공급되도록 한다.At this time, the waste lithium secondary battery is completely discharged for safety and then supplied to the
구체적으로, 상기 컨베이어(110)는 폐리튬이차전지가 분해되면서 이동하는 이송컨베이어(111), 상기 이송컨베이어(111)의 하부에 승강 가능하게 구비되는 복수의 전환컨베이어(113), 및 상기 이송컨베이어(111)에 직각으로 배치되어 전환컨베이어(113)로부터 분해된 부품들을 전달받아 배출시키는 복수의 배출컨베이어(115)로 이루어진다.Specifically, the
그리고 상기 복수의 로봇(130) 각각에 대응되는 이송컨베이어(111)의 일측에는 센터링 장치(120)가 구비되어 있어 폐리튬이차전지의 위치를 정위치에 고정시키게 되고, 이와 같이 정위치에 고정된 상태에서 로봇(130)에 의한 분해작업이 실시된다.And a
상기 복수의 로봇(130)은 진입측으로부터 배터리팩 로봇(131), 모듈 로봇(133) 및 셀 로봇(135)의 순서대로 구비된다.The plurality of
상기 배터리팩 로봇(131)은 비젼을 이용하여 배터리팩 종류가 어떤 제조사 및 자동차에서 탈착된 것인지 확인하고 정해진 순서에 따라 분해 작업을 실시한다.The
이때, 레이저를 이용하여 배터리팩의 외관을 절단 분리하여 커버를 오픈하거나 툴체인저를 이용하여 툴을 교체해가면서 분해할 수 있으며, 상기 커버는 전환컨베이어(113)와 배출컨베이어(115)를 통해 별도의 보관장소로 배출되고, 커버를 제외한 나머지 배터리팩 부분을 이송컨베이어(111)를 따라 이동시킨다.At this time, the exterior of the battery pack can be cut and separated using a laser to open the cover or disassemble while replacing the tool using a tool changer. It is discharged to the storage location, and the remaining battery pack parts except for the cover are moved along the
상기 모듈 로봇(133)은 커버가 오픈된 배터리팩에서 모듈을 분리해내는 것으로, 상기 배터리팩 로봇(131)과 마찬가지로 비젼을 이용하여 작업할 위치를 확인하고 필요한 공구툴을 사용하여 모듈 분리작업을 실시한다.The
구체적으로, 상기 모듈 로봇(133)의 전방에 작업대(125)가 구비되어 있고, 상기 작업대(125)에는 클램핑장치가 구비되어 배터리팩을 파지할 수 있도록 하며, 상기 작업대(125)는 리프팅장치에 의해 승강되도록 한다.Specifically, a
상기 클램핑장치는 배터리팩을 파지한 상태에서 패터리팩을 뒤집을 수 있고, 커버가 분리된 배터리팩을 뒤집은 상태에서 상기 모듈 로봇(133)은 모듈을 연결하고 있는 케이블과 기타 부품들을 분리해내며, 이렇게 분리된 부품들은 낙하하여 작업대(125)에 별도로 마련된 수거통에 수집된다.The clamping device can turn the battery pack over while holding the battery pack, and the
그 후, 상기 클램핑장치는 수거통을 전환컨베이어(113) 측으로 옮겨 놓고, 상기 수거통은 전환컨베이어(113)와 배출컨베이어(115)를 통해 별도의 보관장소로 배출된다.After that, the clamping device moves the container to the
한편, 상기 케이블과 기타 부품들을 분리해내면 다시 배터리팩을 뒤집어 원래 상태로 하고 그 상태에서 모듈 로봇(133)은 배터리팩으로부터 모듈을 분리해내며, 분리된 모듈을 모듈 로봇(133)에 구비된 그립퍼를 이용하여 이송컨베이어(111) 상에 탑재시켜 이송시킨다. On the other hand, when the cable and other parts are separated, the battery pack is turned over again to its original state, and in that state, the
그리고 모듈이 분리되고 남아있는 배터리팩 케이스는 전환컨베이어(113)와 배출컨베이어(115)를 통해 별도의 보관장소로 배출된다.And the module is separated and the remaining battery pack case is discharged to a separate storage place through the
상기 셀 로봇(135)은 분해된 모듈로부터 셀을 분리해내는 것으로, 전용 툴을 이용하여 모듈에서 셀을 분리하고, 때에 따라서는 절단을 통해 모듈로부터 셀을 분리할 수 있다.The
이때, 분리된 셀은 이송컨베이어(111)에 탑재하여 이송시키고 나머지 모듈 부품은 전환컨베이어(113)와 배출컨베이어(115)를 통해 별도의 보관장소로 배출된다.At this time, the separated cells are mounted on the
한편, 작업의 난이도와 작동시간 등을 고려하여 상기 셀 로봇(135)에 의한 셀 분리 작업은 생략할 수도 있다.Meanwhile, the cell separation operation by the
본 발명에서는 상기 분해 처리 과정에서 레이저를 이용하여 절단하는 경우 인체에 유해한 전해질이 누출될 수 있으므로 이를 처리하기 위하여 배터리팩 로봇(131), 모듈 로봇(133) 및 셀 로봇(135)의 주변에 제1 진공 흡입설비(150)를 더 구비한다.In the present invention, in the case of cutting using a laser during the decomposition process, electrolytes harmful to the human body may leak. 1 A
상기 제1 진공 흡입설비(150)는 상기 배터리팩 로봇(131), 모듈 로봇(133) 및 셀 로봇(135)의 주변 공기를 진공으로 빨아들이고 빨아들인 공기는 물이 담겨진 제1 증기 처리조(155)로 보내어 제1 증기 처리조(155)에서 누출된 기체 상태의 전해질을 걸러낸 후 깨끗한 공기를 대기중으로 배출시킨다.The first
그리고 누출된 기체의 농도가 진하면 즉시 센서에 의해 경고 알람을 울릴 수 있도록 구성하여 작업자가 위험한 환경에 노출되는 것을 방지할 수 있다.And when the concentration of the leaked gas is thick, it can be configured to immediately sound a warning alarm by the sensor, thereby preventing the worker from being exposed to a dangerous environment.
상기 파쇄처리부(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 분해처리부(100)에서 분해된 부품들을 이송컨베이어(111)를 통해 공급받아 이를 파쇄하는 구성이고, 다소 거칠게 파쇄하는 해머 밀(210)과 상기 해머 밀(210)에서 파쇄된 것을 다소 미세하게 파쇄하는 크러셔 밀(230)로 구성된다.As shown in FIG. 3, the crushing
이때, 상기 크러셔 밀(230)을 거치면서 전해질, 플라스틱, 비닐 등의 여러 가지 물성의 제품 조각들이 발생하고, 상기 제품 조각들은 제1 스크류 컨베이어(250)를 통해 다음 공정을 위한 장치로 이송된다.At this time, while passing through the
또한, 상기 파쇄 처리 과정에서도 증발된 전해질이 누출되므로 이를 처리하기 위하여 해머 밀(210)과 크러셔 밀(230)에는 제2 진공 흡입설비(270)가 구비되어 있다. In addition, since the evaporated electrolyte leaks during the crushing process, a second
상기 제2 진공 흡입설비(270)는 해머 밀(210) 및 크러셔 밀(230) 내부의 공기를 진공으로 빨아들이고 빨아들인 공기는 물이 담겨진 제2 증기 처리조(275)로 보내어 제2 증기 처리조(275)에서 누출된 기체 상태의 전해질을 걸러낸 후 깨끗한 공기를 대기중으로 배출시키게 된다.The second
상기 알칼리 침수처리부(300)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 파쇄처리부(200)의 제1 스크류 컨베이어(250)로부터 공급된 파쇄된 제품 조각들에서 남아있는 전해질을 최종적으로 처리하고 분리막 및 활물질을 분리해내는 구성으로서, 알칼리 침수조(310), 고체 분리조(330) 및 순환조(350)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 4 , the alkali
이때, 시스템의 전체 처리용량을 고려하여 상기 알칼리 침수조(310), 고체 분리조(330) 및 순환조(350)는 복수로 구비될 수 있다.At this time, in consideration of the total processing capacity of the system, the
구체적으로, 상기 알칼리 침수조(310)는 외부에서 공급된 알칼리액이 적정량 저장되어 있으며, 그 내부로 투입된 제품 조각들에 남아있는 전해질이 알칼리액에 의해 용해되고, 제품 조각들 중에서 분리막은 가벼워 뜨게 되는데 이를 오버 플로우(overflow)시켜 순환조(350)로 보내어 분리막을 수거 처리하며, 오버 플로우된 알칼리액은 순환조(350)에서 다시 알칼리 침수조(310)로 보내지고 이 과정을 소정 시간만큼 반복하게 된다.Specifically, in the
그리고 분리막의 제거가 완료되면 알칼리 침수조(310)에 구비된 제1 초음파발생기(313)를 작동시켜 제품 조각들 중 알루미늄판에 부착되어 있는 양극활물질과 구리판에 부착되어 있는 음극활물질인 흑연을 분리해내고, 이때 초음파는 40khZ 정도가 바람직하다.And when the removal of the separator is completed, the first
상기 양극활물질은 니켈, 코발트, 망간, 리튬의 유가금속 성분으로 구성되어 있다.The cathode active material is composed of valuable metal components such as nickel, cobalt, manganese, and lithium.
또한, 보다 효과적인 활물질 제거 작업을 위해 교반기(미도시)가 추가로 설치될 수 있다.In addition, a stirrer (not shown) may be additionally installed for more effective active material removal operation.
이와 같이 활물질의 박리 작업이 완료되면 알칼리 침수조(310)의 하부에 구비된 밸브를 오픈시켜 알칼리 침수조(310)의 내용물을 고체 분리조(330)로 이송한다.When the peeling operation of the active material is completed in this way, the valve provided at the lower part of the
상기 고체 분리조(330)는 메쉬 필터(333)가 구비되어 있어 고체 상태의 물질들을 모두 걸러내고, 나머지 용액은 순환조(350)로 회수시킨다.The
이때, 상기 고체 상태의 물질들에 묻어 있는 알칼리액을 제거하기 위하여 물을 상부에서 하부로 공급하여 수세함으로써 알칼리액을 제거하게 된다.At this time, the alkali solution is removed by supplying water from the upper part to the lower part and washing with water in order to remove the alkali solution adhering to the solid materials.
그 후, 알칼리액의 제거가 완료되면 하부에서 상부로 물을 공급하여 메쉬 필터를 세척함과 동시에 물과 함께 고체 상태의 물질들을 다음 공정을 위하여 배출시킨다.After that, when the removal of the alkali solution is completed, water is supplied from the bottom to the top to wash the mesh filter, and at the same time to discharge the solid materials together with water for the next process.
상기 순환조(350)는 그 내부에 필터(353)가 구비되어 있어 알칼리 침수조(310)에서 오버 플로우된 알칼리액 중에서 분리막을 걸러내게 되고 나머지는 펌프를 이용해 다시 알칼리 침수조(310)로 보내도록 한다.The
상기 침전처리부(400)는 도 5에 도시된 바와 같이, 고체 분리조(330)에서 물과 함께 배출된 고체 상태의 물질들로부터 활물질을 최종 분리하기 위한 구성으로서, 침전조(410)와 제2 스크류 컨베이어(430)로 이루어진다.As shown in FIG. 5 , the
이때, 상기 침전조(410)는 시스템의 전체 처리용량을 고려하여 복수로 구비될 수 있다.In this case, the
구체적으로, 상기 침전조(410)에는 제2 초음파발생기(413)가 구비되어 있어 발생된 초음파에 의해 알루미늄판 및 구리판에 남아 있는 활물질들이 최종 분리되고, 활물질의 보다 효과적인 분리를 위해 교반기(미도시)가 더 구비될 수 있다.Specifically, the
이때, 상기 침전조(410)에 침전되는 활물질은 분말 상태로 만들어지게 된다.At this time, the active material deposited in the
그리고 상기 제2 초음파발생기(413)가 소정 시간 작동 후 멈추면 상기 활물질을 침전시키기 위해 소정 시간 기다리고, 침전이 완료되면 침전조(410)의 물을 적정 레벨이 될때까지 드레인시키는데, 이때 바닥에 침전되어 있는 유가금속 물질들이 부유하지 않도록 주의한다.And when the second
그리고 드레인 작업이 종료되면 침전조(410) 하부에 구비된 밸브를 오픈하여 침전물을 배출시킨다.And when the drain operation is finished, a valve provided in the lower part of the
상기 제2 스크류 컨베이어(430)는 침전조(410)로부터 배출된 침전물을 다음 공정을 위한 장치로 이송시키는 구성이다.The
상기 열처리부(500)는 도 6에 도시된 바와 같이, 침전조(410)로부터 배출된 침전물이 투입된 후 가열처리를 통해 침전물 내의 액체 성분을 증발시키는 구성으로서, 열처리로(510) 및 제3 증기 처리조(530)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 6 , the
구체적으로, 상기 열처리로(510)는 좌광우협 또는 우광좌협의 단면 형상을 갖는 통으로 이루어지고, 단면이 큰 쪽의 상부 일측에 침전물이 투입되는 유입구(511)가, 단면이 작은 쪽의 상부 일측에 증발된 증기가 배출되는 증기배출구(512)가, 단면이 작은 쪽의 저부 일측에 유출구(513)가 각각 마련되며, 내부에는 구동수단에 의해 회전하는 수평 교반기(514)가 구비되어 있다.Specifically, the
또한, 상기 열처리로(510)의 외주에는 고온의 열매체유에 의한 열처리로(510)의 가열이 가능하도록 열매유가 순환되는 열재킷이 구비되어 있고, 상기 열처리로(510)는 대략 300℃까지 가열된다.In addition, a thermal jacket is provided on the outer periphery of the
상기 열처리로(510)에서 증발된 증기는 유해한 성분을 포함하고 있을 수 있으므로 제2 증기 처리조(530)로 보낸 후 증기 내의 유해한 성분을 제거하도록 한다.Since the vapor evaporated in the
또한, 상기 열처리로(510)에 진공펌프(미도시)를 연결할 수 있고, 이와 같이 열처리로(510) 내부를 진공상태로 운영함으로써 유해 성분 제거 시간을 단축할 수 있다.In addition, a vacuum pump (not shown) may be connected to the
한편, 상기 열처리로(510)를 소정 시간 가동하여 증기가 완전히 증발하면 투입된 침전물은 분말이나 알갱이 상태가 되며, 그 상태가 된 후 유출구(513)의 하부에 구비된 밸브를 오픈시켜 배출시킨다.On the other hand, when the steam is completely evaporated by operating the
상기 열처리로(510)의 유출구(513)와 분급처리부(600) 사이에는 제1 마그네틱 피더(550)가 구비될 수 있고, 상기 제1 마그네틱 피더(500)는 분말이나 알갱이에서 철성분을 제거한 후 분급처리부(600)로 이송한다.A first
상기 분급처리부(600)는 도 7에 도시된 바와 같이, 열처리로(510)에서 배출된 가루나 알갱이를 크기별로 나누는 구성으로서, 초음파 분급기(610), 가루 처리부(630) 및 알갱이 처리부(650)로 구성된다.As shown in FIG. 7 , the classifying
구체적으로, 상기 초음파 분급기(610)는 가루 상태의 물질 즉, 활물질을 구성하고 있던 니켈, 코발트, 망간, 리튬 및 흑연 성분의 물질과 알갱이 상태의 물질 즉, 알루미늄, 구리, 기타 성분의 물질을 분리해낸다.Specifically, the
상기 가루 처리부(630)는 가루 상태의 물질을 처리하는 곳으로서, 초음파 분급기(610)로부터 가루 상태의 물질이 유입되는 호퍼(631)와, 상기 호퍼(631) 하부에 설치되는 밸브(632)와, 상기 밸브(632) 하단에 연결되는 제3 스크류 컨베이어(633)로 이루어진다.The
상기 호퍼(631)에 가루 상태의 물질이 적정 레벨까지 투입되면 밸브(632)를 오픈하여 제3 스크류 컨베이어(633)를 통해 가루 상태의 물질을 적정량만큼 유가금속 회수처리부(700)로 공급한다.When the powdery material is put into the
이때 상기 밸브(632)는 자동밸브와 회전밸브로 구성될 수 있고, 상기 제3 스크류 컨베이어(633)의 배출측에는 투입밸브(633a)가 구비되어 있다.In this case, the
또한, 상기 밸브(632) 하단에 라인 마그네틱 필터(634)를 더 구비함으로써 혹시 있을 줄 모르는 철성분을 최종적으로 제거하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to finally remove the iron component that may exist by further providing a line
상기 알갱이 처리부(650)는 초음파 분급기(610)로부터 알갱이 상태의 물질이 유입되는 비철 선별기(653)를 포함하여 구성된다.The
상기 비철 선별기(653)는 와전류를 이용하는 선별기로서 알루미늄 알갱이, 구리알갱이, 기타 알갱이를 각각 분류하여 별도의 톤백에 저장한다.The
그리고 이렇게 선별된 알루미늄 알갱이, 구리알갱이, 기타 알갱이들은 추후 필요시 재활용 공정에 투입되어 사용된다.And the aluminum grains, copper grains, and other grains selected in this way are put into a recycling process and used later if necessary.
상기 유가금속 회수처리부(700)는 도 8에 도시된 바와 같이, 가루 상태의 물질에서 유가금속 성분을 각각 분리하여 회수하기 위한 구성으로서, 반응조(710), 반응액 공급부(730) 및 유가금속 회수부(750)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 8 , the valuable metal
구체적으로, 상기 반응조(710)는 유가금속이 침출되는 반응 용기로서 스테인레스 재질로 이루어지되, 인버터를 이용하여 교반속도를 조절할 수 있는 교반기(711)와, 반응조(710) 내부의 온도를 측정하는 온도센서(712) 및 반응조(710) 내부 용액의 pH를 측정하는 pH 미터(713)가 구비되어 있다.Specifically, the
또한, 상기 반응조(710)는 유가금속의 추출 효율을 높이기 위하여 외부에 구비된 전기히터(720)에 의해 60 ~ 80℃ 정도로 가열되는 것이 바람직하다.In addition, the
상기 반응액 공급부(730)는 황산, 과산화수소, 가성소다를 각각 저장하고 있는 저장탱크(731)와, 각 저장탱크(731)에서 황산, 과산화수소, 가성소다를 반응조(710)로 정량으로 공급하기 위한 정량펌프(732)와, 각 정량펌프(732)에 연결되어 역류를 방지하는 체크밸브(733)를 포함한다.The reaction
또한, 상기 반응액 공급부(730)에는 유량계(734)와 레벨미터(735)가 더 구비되어 있고, 상기 유량계(734)와 레벨미터(735)를 통해 적정량의 황산과 과산화수소가 강산성 상태로 반응조(710)에 저장될 수 있다.In addition, the reaction
이와 같이 적정량의 황산과 과산화수소가 반응조(710)에 저장된 상태에서 일정량의 가루 상태의 물질이 투입되면 투입밸브(633a)를 폐쇄시키고 교반기(711)를 작동시킨다.As described above, when a certain amount of powdery material is added in a state where appropriate amounts of sulfuric acid and hydrogen peroxide are stored in the
적정 시간의 교반을 통하여 투입된 가루가 강산성의 액체에 녹아 모두 이온화되었다고 판단되면 교반을 중단하고 가성소다를 투입하여 산성에서 알칼리로 pH 변화를 주면서 산성 액체에 녹아 이온화되어 있는 유가금속을 차례대로 침출시킨다.When it is judged that the powder is dissolved in the strongly acidic liquid and all ionized through stirring for an appropriate time, the stirring is stopped and caustic soda is added to change the pH from acid to alkali, and the ionized valuable metal dissolved in the acidic liquid is leached out in turn. .
즉, 소정 pH로 맞춘 후 유가금속이 침출되도록 하는 과정을 반복함으로써 니켈, 코발트, 망간, 리튬의 유가금속을 회수할 수 있게 된다.That is, by repeating the process of leaching valuable metals after adjusting to a predetermined pH, it is possible to recover valuable metals such as nickel, cobalt, manganese, and lithium.
예를 들어, pH가 5인 경우 니켈이 침출되고, pH가 6인 경우 코발트가 침출되며, pH가 7인 경우 망간이 침출되고, pH가 8인 경우 리튬이 침출되는 방식이다.For example, when the pH is 5, nickel is leached, when the pH is 6, cobalt is leached, when the pH is 7, manganese is leached, and when the pH is 8, lithium is leached.
여기서, pH의 수치에 따른 침출물의 종류는 단순 예시한 것이다.Here, the type of leachate according to the value of the pH is merely an example.
상기 유가금속 회수부(750)는 소정 pH에서 침출된 각각의 유가금속을 회수하기 위한 구성으로서, 반응조(710)로부터 침출액을 유입하여 배출하는 다이어프램 펌프(751)와 상기 다이어프램 펌프(751)에서 배출된 침출액이 통과하면서 유가금속을 채굴하는 유가금속 분리조(753)를 포함한다.The valuable
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 유가금속 분리조(753)에는 하부로 침출액이 유입되고 상부로 침출액이 유출되도록 하고 중간에 필터(753a)를 구비하여 침출액의 유동 과정에서 유가금속이 채굴되도록 한다.As shown in FIG. 9 , the valuable
이때, 유가금속 분리조(753)에서 유출된 침출액은 다시 반응조(710)로 보내어진다.At this time, the leachate discharged from the valuable
한편, 유가금속 분리조(753)에서 해당 유가금속이 충분히 채굴되었다고 판단되면 물을 공급하여 유가금속에 묻어 있는 화학성분들을 모두 세척한 후 회수하게 된다.On the other hand, when it is determined that the valuable metal has been sufficiently mined in the valuable
이러한 유가금속이 회수된 후 반응조(710)에는 흑연이 남아있게 되고 이는 최종적으로 반응조(710) 세척시 물과 함께 외부로 배출되게 된다.After these valuable metals are recovered, graphite remains in the
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited thereto, and it should be understood that the scope of the present invention extends to those substantially equivalent to the embodiments of the present invention. Various modifications may be made by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains without departing from the spirit of the invention.
100: 분해처리부
200: 파쇄처리부
300: 알칼리 침수처리부
400: 침전처리부
500: 열처리부
600: 분급처리부
700: 유가금속 회수처리부100: decomposition processing unit
200: crushing unit
300: alkali immersion treatment unit
400: sedimentation processing unit
500: heat treatment unit
600: classification processing unit
700: valuable metal recovery processing unit
Claims (11)
상기 분해처리부에서 분해된 모듈이나 셀을 컨베이어를 통해 공급받아 이를 파쇄하는 파쇄처리부;
상기 파쇄처리부로부터 공급된 파쇄된 제품 조각들에서 남아있는 전해질을 처리하고 분리막을 수거하며 활물질을 분리해내는 알칼리 침수처리부;
상기 알칼리 침수처리부에서 물과 함께 배출된 고체 상태의 물질들로부터 활물질을 최종 분리하는 침전처리부;
상기 침전처리부로부터 배출된 침전물이 투입되고 가열처리를 통해 침전물 내의 액체 성분을 증발시키는 열처리부;
상기 열처리부에서 배출된 가루나 알갱이를 크기별로 나누는 분급처리부; 및
상기 분급처리부로부터 이송된 가루 상태의 물질에서 유가금속 성분을 각각 분리하여 회수하는 유가금속 회수처리부;
로 이루어지고,
상기 복수의 컨베이어는 배터리팩이 분해되면서 이동하는 이송컨베이어를 포함하며,
상기 복수의 로봇은 배터리팩의 커버를 분리해내는 배터리팩 로봇과 커버가 오픈된 배터리팩에서 모듈을 분리해내는 모듈 로봇으로 이루어지거나, 배터리팩의 커버를 분리해내는 배터리팩 로봇과 커버가 오픈된 배터리팩에서 모듈을 분리해내는 모듈 로봇과 분해된 모듈로부터 셀을 분리해내는 셀 로봇으로 이루어지고,
상기 모듈 로봇은 모듈을 연결하고 있는 케이블과 부품들을 분리해내며,
상기 분해처리부는
배터리팩 로봇에 의해 분리된 배터리팩의 커버와, 모듈 로봇에 의해 분리된 케이블과 부품들 및 모듈이 분리되고 남아 있는 배터리팩 케이스를 별도의 보관장소로 배출하는 것을 특징으로 하는 폐리튬이차전지 일괄처리시스템.A disassembling unit for disassembling the battery pack to a module or cell unit, including a plurality of conveyors and a plurality of robots;
a crushing unit for receiving the modules or cells decomposed in the disassembling unit through a conveyor and crushing them;
an alkali immersion treatment unit for treating the remaining electrolyte from the crushed product pieces supplied from the crushing unit, collecting the separator, and separating the active material;
a precipitation treatment unit for finally separating the active material from the solid materials discharged together with water from the alkali immersion treatment unit;
a heat treatment unit to which the precipitate discharged from the precipitation treatment unit is put and to evaporate the liquid component in the precipitate through heat treatment;
a classification processing unit for dividing the powder or grains discharged from the heat treatment unit by size; and
a valuable metal recovery processing unit for separating and recovering each valuable metal component from the powdery material transferred from the classification processing unit;
is made of,
The plurality of conveyors include a transport conveyor that moves while the battery pack is disassembled,
The plurality of robots consists of a battery pack robot that removes the cover of the battery pack and a module robot that separates the module from the battery pack with the cover open, or the battery pack robot that removes the cover of the battery pack and the cover is open It consists of a module robot that separates modules from the battery pack and a cell robot that separates cells from the disassembled module.
The module robot separates the cables and parts connecting the modules,
The decomposition processing unit
A batch of waste lithium secondary batteries, characterized in that the battery pack cover separated by the battery pack robot, the cables, parts, and modules separated by the module robot are separated and the remaining battery pack case is discharged to a separate storage place processing system.
상기 알칼리 침수처리부는
알칼리액이 저장되어 있되 제1 초음파발생기를 구비한 알칼리 침수조와, 상기 알칼리 침수조에 연결되되 내용물 메쉬 필터가 구비되어 있어 고체 상태의 물질들을 모두 걸러내는 고체 분리조와, 상기 알칼리 침수조에 연결되되 필터가 구비되어 있어 알칼리 침수조에서 오버 플로우된 알칼리액 중에서 분리막을 걸러내는 순환조를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐리튬이차전지 일괄처리시스템.According to claim 1,
The alkali immersion treatment unit
An alkali immersion tank having an alkali liquid stored thereon and a first ultrasonic generator, a solid separation tank connected to the alkali immersion tank and provided with a mesh filter for contents to filter out all solid substances, and a filter connected to the alkali immersion tank Waste lithium secondary battery batch processing system, characterized in that it includes a circulation tank for filtering the separation membrane from the alkali solution overflowed from the alkali immersion tank.
상기 알칼리 침수조에서 알칼리액을 오버 플로우시켜 순환조로 보내고 상기 오버 플로우된 알칼리액은 순환조에서 다시 알칼리 침수조로 보내지며,
상기 고체 분리조는 고체 상태의 물질들에 묻어 있는 알칼리액을 제거하고 상기 고체 상태의 물질들을 다음 공정을 위하여 배출시키는 것을 특징으로 하는 폐리튬이차전지 일괄처리시스템.5. The method of claim 4,
The alkali solution overflows from the alkali immersion tank and is sent to the circulation tank, and the overflowed alkali solution is sent back from the circulation tank to the alkali immersion tank,
The solid separation tank is a waste lithium secondary battery batch processing system, characterized in that to remove the alkali solution adhering to the solid-state materials and discharge the solid-state materials for the next process.
상기 침전처리부는
제2 초음파발생기가 구비되어 있어 발생된 초음파에 의해 알루미늄판 및 구리판에 남아 있는 활물질들을 최종 분리하는 침전조를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐리튬이차전지 일괄처리시스템.According to claim 1,
The precipitation processing unit
A waste lithium secondary battery batch processing system, characterized in that it includes a sedimentation tank that is provided with a second ultrasonic generator and finally separates the active materials remaining on the aluminum plate and the copper plate by the ultrasonic wave generated.
상기 열처리부는
좌광우협 또는 우광좌협의 단면 형상을 갖는 통으로 이루어지고, 단면이 큰 쪽의 상부 일측에 침전물이 투입되는 유입구가 형성되되 단면이 작은 쪽의 상부 일측에 증발된 증기가 배출되는 증기배출구가 단면이 작은 쪽의 저부 일측에 유출구가 각각 마련되며, 내부에는 구동수단에 의해 회전하는 수평 교반기가 구비되어 있는 열처리로와;
상기 열처리로에서 증발된 증기에서 유해한 성분을 제거하는 증기 처리조;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐리튬이차전지 일괄처리시스템.According to claim 1,
The heat treatment unit
It is made of a barrel having a cross-sectional shape of left or right side, and the inlet for depositing the sediment is formed on one side of the upper side of the side with the larger cross-section, and the steam outlet through which the evaporated steam is discharged on the upper side of the side with the smaller cross-section has a cross-section a heat treatment furnace provided with an outlet on one side of the smaller bottom, and having a horizontal stirrer inside which is rotated by a driving means;
a steam treatment tank for removing harmful components from the vapor evaporated from the heat treatment furnace;
Waste lithium secondary battery batch processing system comprising a.
상기 분급처리부는
니켈, 코발트, 망간, 리튬 및 흑연의 가루 상태의 물질과 알루미늄, 구리, 기타 성분의 알갱이 상태의 물질을 분리해내는 초음파 분급기;
상기 초음파 분급기로부터 가루 상태의 물질이 유입되는 호퍼와, 상기 호퍼 하부에 설치되는 밸브와, 상기 밸브 하단에 연결되는 제3 스크류 컨베이어로 이루어지는 가루 처리부; 및
상기 초음파 분급기로부터 알갱이 상태의 물질이 유입되고 와전류를 이용하여 알루미늄 알갱이, 구리알갱이, 기타 알갱이를 각각 분류하는 비철 선별기를 포함하는 알갱이 처리부로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐리튬이차전지 일괄처리시스템.According to claim 1,
The classification processing unit
an ultrasonic classifier that separates powdered materials of nickel, cobalt, manganese, lithium and graphite from particles of aluminum, copper, and other components;
a powder processing unit including a hopper through which a powdery material is introduced from the ultrasonic classifier, a valve installed under the hopper, and a third screw conveyor connected to a lower end of the valve; and
Waste lithium secondary battery batch processing system, characterized in that it is composed of a grain processing unit including a non-ferrous sorter that separates aluminum grains, copper grains, and other grains by using an eddy current in which a grainy material is introduced from the ultrasonic classifier.
상기 유가금속 회수처리부는
산성에서 알칼리로 pH 변화를 주면서 산성 액체에 녹아 이온화되어 있는 유가금속을 차례대로 침출시키는 반응조와, 상기 반응조에 황산, 과산화수소, 가성소다를 공급하는 반응액 공급부와, 소정 pH에서 침출된 각각의 유가금속을 회수하는 유가금속 회수부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐리튬이차전지 일괄처리시스템.According to claim 1,
The valuable metal recovery processing unit
A reaction tank for sequentially leaching valuable metals dissolved in an acidic liquid and ionized in an acidic liquid while changing the pH from acid to alkali; A waste lithium secondary battery batch processing system, characterized in that it comprises a valuable metal recovery unit for recovering metal.
상기 반응조에는
인버터를 이용하여 교반속도를 조절할 수 있는 교반기와, 반응조 내부의 온도를 측정하는 온도센서와, 반응조 내부 용액의 pH를 측정하는 pH 미터가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 폐리튬이차전지 일괄처리시스템.10. The method of claim 9,
In the reaction tank
A waste lithium secondary battery batch processing system, characterized in that it is equipped with a stirrer capable of adjusting the stirring speed using an inverter, a temperature sensor for measuring the temperature inside the reaction tank, and a pH meter for measuring the pH of the solution inside the reaction tank.
상기 유가금속 회수부는
반응조로부터 침출액을 유입하여 배출하는 다이어프램 펌프와, 상기 다이어프램 펌프에서 배출된 침출액이 통과하면서 유가금속을 채굴하는 유가금속 분리조를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐리튬이차전지 일괄처리시스템.10. The method of claim 9,
The valuable metal recovery unit
A waste lithium secondary battery batch processing system comprising: a diaphragm pump for introducing and discharging the leachate from the reactor; and a valuable metal separation tank for mining valuable metals while the leachate discharged from the diaphragm pump passes.
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