1.本發(fā)明涉及一種廢舊
鋰電池的處理方法，具體涉及一種廢舊鋰電池高溫?zé)峤饧皻鈩恿冸x分選的方法。
背景技術(shù)：
2.動力
鋰電池回收目前正處于快速發(fā)展的階段，2020年中國市場鋰離子電池理論回收量達(dá)到47.8萬噸。預(yù)計到2025年中國鋰離子電池理論回收量將達(dá)到98.8萬噸，增長速度明顯加快。目前較為成熟的鋰電池回收大都采用人工拆解和摩擦打散的工藝，該方法存在回收率低，產(chǎn)品品位低，環(huán)境污染嚴(yán)重，且存在燃爆的安全風(fēng)險等問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
3.針對上述現(xiàn)有廢舊鋰電池回收技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種簡單、高效、安全、環(huán)保的廢舊鋰電池高溫?zé)峤饧皻鈩恿冸x分選的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)銅箔、鋁箔、極粉、外殼等有價組分的高效回收，同時極粉的回收率高、品位高，且環(huán)境污染小。
4.本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
5.一種廢舊鋰電池高溫?zé)峤饧皻鈩恿冸x分選的方法，包括以下步驟：
6.(1)廢舊鋰電池通過振動
給料機(jī)均勻給料，然后通過上料皮帶運(yùn)輸至
破碎機(jī)內(nèi)；
7.(2)將廢舊鋰電池置于保護(hù)氣氛及密封絕氧條件下進(jìn)行帶電破碎，同時破碎過程中釋放出來的電解液氣體通過尾氣處理系統(tǒng)處理后，達(dá)標(biāo)排放；
8.(3)將廢舊鋰電池破碎產(chǎn)物置于保護(hù)氣氛下絕氧熱解鋰電池內(nèi)的有機(jī)物(電解液、隔膜、粘黏劑等)，熱解產(chǎn)生的有機(jī)廢氣通過尾氣處理系統(tǒng)處理后，達(dá)標(biāo)排放；
9.(4)將廢舊鋰電池?zé)峤猱a(chǎn)物通過篩分，將熱解過程中脫落的極粉預(yù)先篩分，篩上物料為銅鋁箔集流體和外殼，篩下物料為極粉；
10.(5)將步驟(4)所得篩上物料通過風(fēng)選分離，得到包括銅箔、鋁箔在內(nèi)的輕物料，以及包括外殼、柱頭在內(nèi)的重物料；
11.(6)將步驟(5)所得重物料通過振篩去除表面粉料后，在通過磁選分選出鐵外殼；
12.(7)將步驟(5)所得輕物料通過氣流剝離機(jī)，將銅鋁箔表面粘附的極粉剝離，然后通過氣流分選，得到極粉和銅鋁箔；
13.(8)將步驟(7)所得銅鋁箔通過色選機(jī)進(jìn)行分離，分別得到銅箔、鋁箔；
14.(9)將步驟(2)、(3)破碎過程產(chǎn)生的電解液氣體以及熱解過程產(chǎn)生的有機(jī)廢氣通過焚燒、急冷、水洗、堿洗處理后，達(dá)標(biāo)排放。
15.進(jìn)一步地，步驟(2)中，帶電破碎過程中，在破碎機(jī)的腔體內(nèi)通入惰性氣體(如氮氣、二氧化碳等)，并保持腔體密閉；本發(fā)明在無需徹底放電的條件下，可以實現(xiàn)廢舊鋰電池的直接破碎，破碎過程采用一次剪切破碎，使電池中外殼、隔膜、銅箔、鋁箔充分分離，便于后續(xù)有用組分的分離回收；破碎后物料呈片狀，物料粒度為15-40mm。
16.進(jìn)一步地，步驟(3)中，熱解過程在保護(hù)氣氛下進(jìn)行，熱解爐內(nèi)氧含量低于5％，熱
解溫度為400-600℃，熱解時間為0.5-2h。熱解設(shè)備采用多膛爐、回轉(zhuǎn)爐或帶式爐等，加熱方式采用電磁加熱、電阻絲加熱，或者以天然氣、重油、液化氣或生物質(zhì)燃料作為燃料。
17.進(jìn)一步地，步驟(5)中，風(fēng)選機(jī)采用循環(huán)風(fēng)，減少風(fēng)選過程粉塵，風(fēng)選風(fēng)速為10-25m/s。
18.進(jìn)一步地，步驟(7)中，氣流剝離機(jī)能夠在不破碎銅鋁箔的同時，將銅鋁箔表面的極粉剝離下來。
19.進(jìn)一步地，步驟(9)中，焚燒的溫度為850-1200℃，時間為2-3s；急冷后尾氣溫度控制在200℃以下；急冷后尾氣通過兩級水洗、一級堿洗凈化處理，堿洗采用氫氧化鈉溶液做為洗液。
20.相對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：
21.(1)采用帶電破碎工藝，減少放電工序，縮短工藝流程，避免放電工序?qū)λ奈廴締栴}。而且廢舊鋰電池只經(jīng)過一次破碎，破碎后的物料為大片狀料，減少極粉中銅鋁含量，提高極粉品位。
22.(2)通過熱解技術(shù)將pvdf等粘黏劑熱解，使得極粉更容易剝離，提高極粉回收率，極粉回收率達(dá)到96％以上。
23.(3)采用氣動力剝離技術(shù)剝離正負(fù)極粉，該技術(shù)剝離極粉時，不需要將銅鋁箔打碎，減少極粉中銅鋁箔的摻雜，提高極粉品位，使極粉品位達(dá)到97％以上。
24.(4)采用色選工藝對銅鋁箔進(jìn)行分選，銅鋁分選效率高，分選率達(dá)99％以上。
25.(5)本工藝具有流程簡單，適用范圍廣，回收率高，對環(huán)境污染少的特點。
附圖說明
26.圖1為本發(fā)明的工藝流程框圖。
具體實施方式
27.下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限于此。
28.實施例1
29.(1)廢舊鋰電池單體通過振動給料機(jī)均勻給料，然后通過皮帶運(yùn)輸機(jī)將電池單體運(yùn)輸至破碎機(jī)。
30.(2)采用帶電破碎技術(shù)，將軟包三元鋰電池進(jìn)行一次剪切破碎，破碎在密閉和氮氣保護(hù)的條件下進(jìn)行。破碎后物料粒度20-30mm，破碎過程揮發(fā)的電解液氣體收集后通過尾氣處理系統(tǒng)凈化處理。
31.(3)破碎后的物料直接進(jìn)行熱解，在密閉、氮氣保護(hù)，溫度550℃的條件下進(jìn)行熱解，熱解時間1h。將破碎料中的隔膜、電解液、粘黏劑等有機(jī)物熱分解，分解產(chǎn)生的有機(jī)廢氣通過尾氣處理系統(tǒng)凈化處理。
32.(4)熱解后的物料通過
振動篩將以脫落的極粉預(yù)先篩分，篩網(wǎng)孔徑80目，篩上物料通過立式風(fēng)選機(jī)進(jìn)行分選，將篩上物料中的銅鋁箔分選出來。風(fēng)選后的重物料為外殼、柱頭等。
33.(5)風(fēng)選出來的銅鋁箔通過氣流粉碎剝離機(jī)將銅鋁箔表面粘附的極粉剝離下來，剝離的同時不將銅鋁箔打碎。剝離后的銅鋁箔和極粉通過分級機(jī)進(jìn)行分離。
34.(6)剝離后的銅鋁箔通過色選進(jìn)行分離，得到高純度的銅箔和鋁箔。
35.(7)破碎過程揮發(fā)的電解液氣體和高溫?zé)峤猱a(chǎn)生的熱解廢氣通過高溫焚燒+急冷+水洗+堿洗等工序處理后，達(dá)標(biāo)排放。焚燒溫度850-1200℃，焚燒時間1-3秒。急冷后廢氣溫度控制在200℃以下，堿洗采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4％的氫氧化鈉濃度進(jìn)行噴淋。
36.(8)整個回收過程銅的回收率為96％，品位為99％；鋁的回收率為96％，品位為99％；外殼及柱頭的回收率為96％，品位為99％；極粉的回收率為96％，品位為98％。
37.實施例2
38.使用實施例1中的設(shè)備和工藝處理廢舊
磷酸鐵鋰電池，通過帶電破碎、高溫?zé)峤?、篩分分選、極粉剝離、銅鋁分選等工藝處理后，回收外殼、銅箔、鋁箔、極粉。各物料的回收率均達(dá)到96％，極粉品位為98％，其他物料品位為99％。
39.實施例3
40.使用實施例1中的設(shè)備和工藝處理廢舊18650電池，通過帶電破碎、高溫?zé)峤?、篩分分選、極粉剝離、銅鋁分選等工藝處理后，回收外殼、銅箔、鋁箔、極粉。各物料的回收率均達(dá)到96％，極粉品位為98％，其他物料品位為99％。
技術(shù)特征：
1.一種廢舊鋰電池高溫?zé)峤饧皻鈩恿冸x分選的方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)廢舊鋰電池通過振動給料機(jī)均勻給料，然后通過上料皮帶運(yùn)輸至破碎機(jī)內(nèi)；(2)將廢舊鋰電池置于保護(hù)氣氛及密封絕氧條件下進(jìn)行帶電破碎，同時破碎過程中釋放出來的電解液氣體通過尾氣處理系統(tǒng)處理后，達(dá)標(biāo)排放；(3)將廢舊鋰電池破碎產(chǎn)物置于保護(hù)氣氛下絕氧熱解鋰電池內(nèi)的有機(jī)物(電解液、隔膜、粘黏劑等)，熱解產(chǎn)生的有機(jī)廢氣通過尾氣處理系統(tǒng)處理后，達(dá)標(biāo)排放；(4)將廢舊鋰電池?zé)峤猱a(chǎn)物通過篩分，將熱解過程中脫落的極粉預(yù)先篩分，篩上物料為銅鋁箔集流體和外殼，篩下物料為極粉；(5)將步驟(4)所得篩上物料通過風(fēng)選分離，得到包括銅箔、鋁箔在內(nèi)的輕物料，以及包括外殼、柱頭在內(nèi)的重物料；(6)將步驟(5)所得重物料通過振篩去除表面粉料后，在通過磁選分選出鐵外殼；(7)將步驟(5)所得輕物料通過氣流剝離機(jī)，將銅鋁箔表面粘附的極粉剝離，然后通過氣流分選，得到極粉和銅鋁箔；(8)將步驟(7)所得銅鋁箔通過色選機(jī)進(jìn)行分離，分別得到銅箔、鋁箔；(9)將步驟(2)、(3)破碎過程產(chǎn)生的電解液氣體以及熱解過程產(chǎn)生的有機(jī)廢氣通過焚燒、急冷、水洗、堿洗處理后，達(dá)標(biāo)排放。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池高溫?zé)峤饧皻鈩恿冸x分選的方法，其特征在于，步驟(2)中，帶電破碎過程中，在破碎機(jī)的腔體內(nèi)通入惰性氣體，并保持腔體密閉；本發(fā)明在無需徹底放電的條件下，可以實現(xiàn)廢舊鋰電池的直接破碎，破碎過程采用一次剪切破碎，使電池中外殼、隔膜、銅箔、鋁箔充分分離，便于后續(xù)有用組分的分離回收；破碎后物料呈片狀，物料粒度為15-40mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池高溫?zé)峤饧皻鈩恿冸x分選的方法，其特征在于，步驟(3)中，熱解過程在保護(hù)氣氛下進(jìn)行，熱解爐內(nèi)氧含量低于5％，熱解溫度為400-600℃，熱解時間為0.5-2h；熱解設(shè)備采用多膛爐、回轉(zhuǎn)爐或帶式爐，加熱方式采用電磁加熱、電阻絲加熱，或者以天然氣、重油、液化氣或生物質(zhì)燃料作為燃料。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池高溫?zé)峤饧皻鈩恿冸x分選的方法，其特征在于，步驟(5)中，風(fēng)選機(jī)采用循環(huán)風(fēng)，風(fēng)選風(fēng)速為10-25m/s。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池高溫?zé)峤饧皻鈩恿冸x分選的方法，其特征在于，步驟(7)中，氣流剝離機(jī)能夠在不破碎銅鋁箔的同時，將銅鋁箔表面的極粉剝離下來。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池高溫?zé)峤饧皻鈩恿冸x分選的方法，其特征在于，步驟(9)中，焚燒的溫度為850-1200℃，時間為2-3s；急冷后尾氣溫度控制在200℃以下；急冷后尾氣通過兩級水洗、一級堿洗凈化處理，堿洗采用氫氧化鈉溶液做為洗液。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種廢舊鋰電池高溫?zé)峤饧皻鈩恿冸x分選的方法。本發(fā)明將廢舊鋰電池帶電破碎，然后通過熱解工藝處理電解液、隔膜、粘黏劑等有機(jī)物，再采用多組份篩分風(fēng)選機(jī)分選出輕物料和重物料，從重物料中回收外殼、樁頭等。輕物料通過氣動力剝離機(jī)分離出極粉，剩下的物料通過色選分離出銅箔、鋁箔。熱解產(chǎn)生的廢氣通過高溫焚燒、急冷、水洗、堿洗等工序處理后，達(dá)標(biāo)排放。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)廢舊鋰電池中有價金屬高效回收，且具有流程短、能耗低、環(huán)境污染低、適用范圍廣的特點。適用范圍廣的特點。適用范圍廣的特點。
技術(shù)研發(fā)人員：甄必波 吳光輝 劉方方 王振云
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南江冶機(jī)電科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2021.10.31
技術(shù)公布日：2022/2/7
聲明：
“廢舊鋰電池高溫?zé)峤饧皻鈩恿冸x分選的方法與流程” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
1075
編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：湖南江冶機(jī)電科技股份有限公司
分享 0
舉報 0
收藏 0
反對 0
點贊 0
中冶有色技術(shù)平臺
2024年10月25日 ~ 27日 
