一种废旧电池的资源化回收利用工艺和系统技术方案

本发明专利技术提供一种废旧电池的资源化回收利用工艺，包括以下步骤：将由废旧锂电池电芯处理得到的锂电池电芯废料、由废旧正负极片处理得到的正负极片废料或废旧干电池中的任一种进行若干次破碎和水洗振动筛分，得到筛上物‑极片金属混合物和筛下物‑含有正负极活性物质的浆料，将筛下物进行压滤得到湿粉，将筛上物烘干后进行分选，得到金属回收料。采用本发明专利技术的技术方案至少能够实现废旧锂电池、回收极片或报废极片以及干电池中金属及正负极活性物质的有效分离，相对于现有的电池回收处理技术，能够显著地降低企业的回收成本，以及提高回收效率。

【技术实现步骤摘要】
一种废旧电池的资源化回收利用工艺和系统
本专利技术涉及动力电池回收处理
，具体来说，涉及一种废旧电池的资源化回收利用工艺和相应的设备系统。
技术介绍
废旧电池内含有大量的重金属以及废酸、废碱等电解质溶液，如果随意丢弃，会对土地、水源等造成严重的伤害。废旧电池的回收再利用，一来可以防止污染，二来可以对其中有用的成分进行再利用，节约资源。废旧电池的种类很多，如锂离子电池、干电池、镍氢电池等等，不同类型的电池其内部结构不同，构成电池的材料也不相同，例如锂离子电池一般包括外壳、正极、负极、隔膜、有机电解液，其中正极材料包括正极金属片和附着于正极金属片上的活性物质，该活性物质一般为锰酸锂、钴酸锂或者镍钴锰酸锂材料；负极材料包括负极金属片和附着于负极金属片上的负极活性物质，该负极活性物质一般为石墨或近似石墨结构的碳。干电池一般包括外壳材料、正极材料、负极材料和电解质，其中正极材料为锰、石墨棒等。负极材料为锌片等。针对不同种类的废旧电池，一般是采用先分类收集，再分类进行处理的方式来进行回收利用。中国专利CN201310001960.5公开了一种从废弃锂离子电池中资源化综合回收有价金属的方法，先对废弃锂离子电池进行放电风干破碎，然后通过重力分选得到含金属外壳的电芯。对电芯进行破碎磁选分理出钢壳碎片，并将其余电芯碎末进行筛分，得到筛上物：金属碎片、塑料、隔膜以及筛下物：正负极材料、集流体等。对筛上物进行重选回收隔膜材料，再进行涡流分选回收铜和铝，筛下物清洗后筛分，再次收集一部分铝，筛下物采用硫酸和过氧化氢浸出以及选择性吸附的方式，分离石墨原料以及锂和镍钴锰。中国专利CN201110357507.9公开了一种锌锰废旧干电池产业化回收的方法，包括(1)电池一级撕碎和二级撕碎；(2)烘干、筛选，回收部分黑色碳粉末，磁选回收铁质金属；(3)电池破碎碎片三级破碎；(4)筛选回收剩余黑色粉末，风选分离塑料和锌等金属粉末。对于从事废旧电池回收处理的企业，设置多条回收处理线来处理不同类型的废旧电池需要投入较多的场地、设备、人力等生产成本，限制了废旧电池回收产业的发展。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种可以使用多种产品的废旧电池的资源化回收利用工艺和设备系统，在保证回收效率的同时，还可减少企业投入成本。本专利技术的技术方案可以通过以下技术措施来实现：一种废旧电池的资源化回收利用工艺，包括以下步骤：将由废旧锂电池电芯处理得到的锂电池电芯废料、由废旧正负极片处理得到的正负极片废料或废旧干电池中的任一种进行若干次破碎和水洗振动筛分，得到筛上物-极片金属混合物和筛下物-含有正负极活性物质的浆料，将筛下物进行压滤得到湿粉，将筛上物烘干后进行分选，得到金属回收料；其中：将废旧锂电池电芯处理为锂电池电芯废料的过程包括：电芯放电，将废旧锂电池电芯置于盐水溶液中浸泡10～12h，以充分放电；电芯清洗烘干，将经过放电处理的电芯采用清水清洗，除去盐水，然后烘干；电芯破切，将经过清洗干燥的电芯的外壳剖开；电芯热解，对经过破切的电芯进行高温处理使电芯内部有机物分解，得到锂电池电芯废料；将废旧的正负极片处理为正负极片废料的过程包括：极片剪切，将废旧的正负极片通过剪切实现初步破碎；极片热解，将经初步破碎的正负极片进行高温热解处理，分解极片料上的有机物。优选地，所述破碎包括至少两级串联的破碎过程，至最后一级破碎得到直径1～2cm的破碎料；所述破碎至少包括一次湿式破碎。优选地，所述水洗振动筛分包括至少两级串连的水洗振动筛分。优选地，所述电芯破切过程中，将电芯沿纵向上下各切一刀。优选地，所述热解的温度为500～600℃，热解的时间为3～4小时。优选地，将筛上物极片金属混合物烘干之后，进行分选之前，将其筛分处理，再次回收一部分正负极活性物质粉料。一种废旧电池的资源化回收利用系统，包括依次进行物料传输的：电芯上料装置、用于进行电芯放电的放电装置、用于清洗放完电的电芯的清洗装置、用于对清洗后的电芯进行烘干的第一烘干装置、用于对烘干后的电芯进行切割的破切装置、用于对原料进行高温处理以除去有机物的热解装置、用于对热解后的原料进行破碎和水洗筛分以分离正负极粉料和极片金属混合物的破碎筛分系统、用于对水洗筛分所得筛下物浆料进行压滤的压滤装置、用于对水洗筛分所得筛上物极片金属混合物进行烘干处理的第二烘干装置、用于对烘干后的极片金属混合物进行筛分的振动筛，以及用于对振动筛的筛上物极片金属混合物进行分选的金属分选装置；所述热解装置的入口端还连接有用于对废旧极片进行初步破碎的极片剪切机，所述极片剪切机连接有极片上料装置；所述破碎筛分系统的入口端还连接有干电池上料装置。优选地，所述破碎筛分系统的入口端和出口端分别为破碎装置和水洗筛分装置，且所述破碎筛分系统包括至少两级破碎装置和至少两级水洗筛分装置。优选地，所述第一烘干装置的出口端连接有第一接料斗，所述第一接料斗的出口端与所述破切装置的入口端通过上下料机器人连接。优选地，所述破切装置的出料口处设置有两个刀口相对的切割刀，所述刀口与电芯的运动方向平行。优选地，所述破碎筛分系统的筛下物出口连接浆料暂存槽，且所述浆料暂存槽通过吸液管道连接有压滤装置。优选地，所述放电装置包括放电槽和在所述放电槽中运动的电芯传输轨道，所述电芯传输轨道的入口端连接所述电芯上料装置，出口端连接所述清洗装置。优选地，所述破碎筛分系统的出口端与金属分选装置之间连接有第二烘干装置和振动筛。优选地，所述分选装置包括磁选装置和与所述磁选装置相连的涡电流分选机，所述磁选装置的磁性料出口连接铁料存储装置，涡电流分选机连接铜料和铝料存储装置。优选地，所述破碎筛分系统包括第一破碎装置、第二破碎装置、第三破碎装置、第四破碎装置、第一水洗振动筛和第二水洗振动筛。所述第一破碎装置的入口端连接热解装置的出口端，所述第四破碎装置的入口端连接干电池上料装置，所述第二水洗振动筛的筛上物出口端连接第二烘干装置，筛下物出口端连接压滤装置。优选地，当所述第三破碎装置为湿式破碎装置时，所述破碎筛分系统的连接方式为从前往后：第一破碎装置、第二破碎装置、第一水洗振动筛、第三破碎装置、第二水洗振动筛，同时第四破碎装置连接第一水洗振动筛。优选地，当所述三级破碎均为干式破碎时，所述破碎筛分系统的连接方式为从前往后：第一破碎装置、第二破碎装置、第三破碎装置、第一水洗振动筛、第二水洗振动筛，同时第四破碎装置连接第三破碎装置。优选地，所述多级湿式破碎和水洗筛分所采用的溶剂均为水。本专利技术通过工艺优化，提出一种安全环保，同时可通过简单切换即可满足多种类废旧电池材料回收处理的设备和工艺，采用本专利技术的技术方案至少能够实现废旧锂电池、回收极片或报废极片以及干电池中金属及正负极活性物质的有效分离，相对于现有的电池回收处理技术，能够显著地降低企业的回收成本，以及提高回收效率。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制。图1是本专利技术废旧电池的资源化回收利用工艺的工艺路线图；图2是本专利技术废旧电池的资源化回收利用系统的结构示意图。图中的附图标注为：001，电芯上料装置；002，放电装置；003，清洗装置；004，第一烘干装置；005，破切装置；006，热解装置；007，压滤装置；008，第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废旧电池的资源化回收利用工艺，其特征在于，包括以下步骤：将由废旧锂电池电芯处理得到的锂电池电芯废料、由废旧正负极片处理得到的正负极片废料或废旧干电池中的任一种进行若干次破碎和水洗振动筛分，得到筛上物‑极片金属混合物和筛下物‑含有正负极活性物质的浆料，将筛下物进行压滤得到湿粉，将筛上物烘干后进行分选，得到金属回收料；其中，将废旧锂电池电芯处理为锂电池电芯废料的过程包括：电芯放电，将废旧锂电池电芯置于盐水溶液中浸泡10～12h，以充分放电；电芯清洗烘干，将经过放电处理的电芯采用清水清洗，除去盐水，然后烘干；电芯破切，将经过清洗干燥的电芯的外壳剖开；电芯热解，对经过破切的电芯进行高温处理使电芯内部有机物分解，得到锂电池电芯废料；将废旧的正负极片处理为正负极片废料的过程包括：极片剪切，将废旧的正负极片通过剪切实现初步破碎；极片热解，将经初步破碎的正负极片进行高温热解处理，分解极片料上的有机物。

【技术特征摘要】
1.一种废旧电池的资源化回收利用工艺，其特征在于，包括以下步骤：将由废旧锂电池电芯处理得到的锂电池电芯废料、由废旧正负极片处理得到的正负极片废料或废旧干电池中的任一种进行若干次破碎和水洗振动筛分，得到筛上物-极片金属混合物和筛下物-含有正负极活性物质的浆料，将筛下物进行压滤得到湿粉，将筛上物烘干后进行分选，得到金属回收料；其中，将废旧锂电池电芯处理为锂电池电芯废料的过程包括：电芯放电，将废旧锂电池电芯置于盐水溶液中浸泡10～12h，以充分放电；电芯清洗烘干，将经过放电处理的电芯采用清水清洗，除去盐水，然后烘干；电芯破切，将经过清洗干燥的电芯的外壳剖开；电芯热解，对经过破切的电芯进行高温处理使电芯内部有机物分解，得到锂电池电芯废料；将废旧的正负极片处理为正负极片废料的过程包括：极片剪切，将废旧的正负极片通过剪切实现初步破碎；极片热解，将经初步破碎的正负极片进行高温热解处理，分解极片料上的有机物。2.根据权利要求1所述的废旧电池的资源化回收利用工艺，其特征在于，所述破碎包括至少两级破碎过程，至最后一级破碎得到直径1～2cm的破碎料。3.根据权利要求2所述的废旧电池的资源化回收利用工艺，其特征在于，所述破碎过程至少包括一次湿式破碎。4.根据权利要求1所述的废旧电池的资源化回收利用工艺，其特征在于，所述水洗振动筛分包括至少两级水洗振动筛分。5.根据权利要求1所述的废旧电池的资源化回收利用工艺，其特征在于，所述电芯破切过程中，将电芯沿纵向上下各切一刀。6.根据权利要求1所述的废旧电池的回收工艺，...

【专利技术属性】
技术研发人员：许开华，张宇平，张云河，张浩，杨瑞卿，龚道年，党秀忠，
申请(专利权)人：荆门市格林美新材料有限公司，格林美股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42