一种废旧三元锂电池分级式回收设备及其回收方法技术

本发明专利技术公开了一种废旧三元锂电池分级式回收设备及其回收方法，涉及废旧锂电池回收技术领域，通过对废旧三元锂电池进行放电、清洗、干燥和破碎处理后，把有机溶剂进行加热蒸发，并对蒸发后的尾气进行处理；再经过筛分把具有磁性的铁、钢和铜、铝从留筛产物中与塑料分选出来，其余筛后产物进行调和并添加各类的化学试剂、控制反应条件的PH值，对锰离子、镍离子、钴离子和锂离子进行分级式回收；达到了减少由于引进各种杂质而导致后续金属元素提取率较低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种废旧三元锂电池分级式回收设备及其回收方法
本专利技术涉及废旧锂电池回收
，更具体地说，它涉及一种废旧三元锂电池分级式回收设备及其回收方法。
技术介绍
三元锂电池是正极材料使用镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂的锂电池，其相对于钴酸锂电池安全性更高、循环性能好，但是电压较低。目前废旧锂电池回收工艺一般由放电、粉碎、焙烧、筛分以及后续金属元素的回收；后续金属元素的回收大多采用无机酸加还原剂进行萃取，但此种方法需后期加入大量的碱性溶液进行中和，资源使用量较大；目前后续金属回收中对于锰的回收的各种方法，有些在萃取过程中会造成部分钴的损失、有些会引入大量的铵根离子对后续进一步的回收不利、有些会引入钾离子杂质；本专利技术介绍的技术方案便由此产生。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种废旧三元锂电池分级式回收设备及其回收方法，其具有减少由于引进各种杂质而导致后续金属元素提取率较低的问题的优势。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种废旧三元锂电池分级式回收方法，包括以下步骤：S01：放电，把废旧三元锂电池放置在放电柜进行放电；S02：破碎，在抽负压或者充惰性气体的空间中对放电好的废旧三元锂电池进行破碎处理；S03：加热蒸发，把破碎后的废旧三元锂电池进行加热蒸发大量电解液中的溶剂、废旧三元锂电池中粘合剂、导电剂等；S04：筛分，把破碎蒸发后的废旧三元锂电池进行筛分，得到筛后产物和留筛产物；S05：分选处理，留筛产物进行磁吸处理和静电分离，把具有磁性的铁、钢和铜、铝从留筛产物中与塑料等分选；S06：调和，将筛后产物加入酸性无机化合物和清水，三者进行调和得到调和产物；S07：分级回收，将调和产物先加入还原剂，发生氧化还原反应；加入调和剂使得调和产物的PH值控制在酸性条件下；使控制PH值得调和产物进行陈化操作，并通过过滤装置进行过滤，得到滤液一；滤液一中加入高锰酸钾，进行氧化还原反应后锰离子以二氧化锰的形式沉淀，并通过过滤装置过滤得到滤液二，在滤液二中用18-冠-6在水有机两相中将水相的钾离子络合带入有机相，从而去除滤液二中的钾离子；去除钾离子的滤液二内加入硫酸、萃取剂和稀释剂，萃取剂为Cyanex272,稀释剂为206°碘化煤油，得到有机相混合物和无机相混合物；向有机相混合物中加入硫酸进去反萃操作，得到无机相硫酸钴溶液；向无机相混合物中加入氢氧化钠调节PH值为13.0～14.0，直至沉淀，通过过滤装置过滤得到氢氧化镍和滤液三；滤液三中加入碳酸钠溶液，使得滤液三中的锂离子以碳酸锂的形式沉淀。通过采用上述技术方案，把废旧三元锂电池放电、破碎处理后，进行筛分，分离出粉末状的正负极粉末混合物的筛后产物和正负极材料和外壳等的留筛产物；对留筛产物进行磁吸和静电分离，并回收利用；对筛后产物加入酸性无机化合物和清水，通过分级式提取出锰离子、钴离子、镍离子和锂离子；减少由于引进各种杂质而导致后续金属元素提取率较低的问题。进一步地，所述S02中，破碎逃逸的尾气，可通过气体捕捉器进行收集处理。通过采用上述技术方案，气体捕捉器可减少破碎废旧三元锂电池时尾气的逃逸，减少对空气的污染。进一步地，所述S03中，加热蒸发的氟化氢、一氧化碳、甲醛等有毒气体，可通过气体捕捉器进行收集处理。通过采用上述技术方案，气体捕捉器可减少加热被破碎的废旧三元锂电池而蒸发出的毒气逃逸，减少对空气的污染。进一步地，所述S07中，去除钾离子的滤液二内加入硫酸、萃取剂和稀释剂后进行超声萃取分离。通过采用上述技术方案，超声波萃取利用超声波辐射压强产生的强烈空化应效应、机械振动等，增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，从而促进萃取的进行。一种基于废旧三元锂电池分级式回收方法的回收设备，包括锂电池充放电柜、切割机、气体捕捉器、烘箱、电池筛分机、磁选机、静电分离器、超声波萃取仪和过滤装置，所述过滤装置包括箱体、位于箱体内部的第一转动架和位于箱体内部的第二转动架，所述箱体的侧壁转动连接有闭合门，所述第一转动架的两端分别通过转动轴杆转动连接在箱体上，所述第一转动架一侧的转动轴杆贯穿箱体并垂直连接有转动把手，所述第一转动架上拆卸连接有装有滤液的器皿，所述第一转动架靠近闭合门方向的一端的底部转动连接有转动杆，所述转动杆远离转动架方向的一端转动连接在第二转动架两侧端壁的中部，所述第二转动架上拆卸连接有干净的器皿，所述器皿顶部的外侧壁处设置有置物圈，所述置物圈上可设置有滤纸，所述置物圈上转动连接有夹住滤纸的夹板。通过采用上述技术方案，操作人员把装有滤液的器皿放置在第一转动架上，对装有滤液的器皿进行固定，此时通过操作人员现在转动把手的转动以控制第一转动架的水平状态；同样的把干净的器皿固定在第二转动架上，且在干净的器皿上的置物圈上放置滤纸，并通过夹板固定；然后转动转动把手，使得第一转动架开始倾斜，此时第二转动架在自身的重力作用下，固定的干净的器皿保证水平，此时滤液缓慢的从第一转动架处向第二转动架处的干净的器皿处流去，并通过滤纸把滤液中的沉淀和溶液分离；同时可通过控制第一转动架的倾斜角度减少了滤液流动的速率过快的情况；减少了操作人员通过手持器皿进行倾倒，长时间后手部酸痛的情况发生。进一步地，所述夹板上设置有保护垫，所述保护垫可与滤纸相贴。通过采用上述技术方案，保护垫的弹性形变可减少坚硬的夹板对滤纸的磨损而导致滤纸破碎的情况发生。进一步地，所述第一转动架与第二转动架的两端均设置有锁止装置，所述锁止装置包括连接在第一转动架和第二转动架两端的锁止杆和滑移设置在锁止杆上的锁止棒，所述锁止杆上开设有供锁止棒插设的锁止孔，所述锁止棒远离器皿的一端设置有锁止板，所述锁止板与锁止杆的侧壁之间设置有弹性件，所述置物圈的侧壁上开设有供锁止棒插设的锁止槽。通过采用上述技术方案，操作人员通过锁止板把锁止棒向箱体侧壁的方向拉动，此时弹性件处于被拉伸的状态，把装有滤液的器皿放置在第一转动架上，此时松开锁止板，使得锁止棒在弹性件的弹性作用下插设在锁止槽内，对装有滤液的器皿进行固定；保证器皿的拆卸锁止，保证器皿在第一转动架和第二转动架上的稳定性。进一步地，所述锁止杆靠近弹性件且位于锁止孔处开设有弹性圈槽，所述弹性件的端部与弹性圈槽的底壁相连。通过采用上述技术方案，弹性件的端壁插设在弹性圈槽内，使得弹性件在被拉伸后回弹时，弹性件插设在弹性圈槽内，可使得锁止板把弹性圈槽堵住，对弹性件进行保护。进一步地，所述锁止杆靠近器皿方向的一端且位于锁止孔处设置有定位垫，所述锁止棒插设在定位垫内。通过采用上述技术方案，通过弹性材料的定位垫可减少置物圈与锁止杆的直接摩擦接触，减少了材料的磨损，同时增加了与置物圈的摩擦力，使得器皿锁止在第一转动架和第二转动架内更加稳定。进一步地，所述箱体的外侧壁设置有助力块，所述助力块背离箱体的侧壁上开设有若干助力槽，所述助力槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废旧三元锂电池分级式回收方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS01：放电，把废旧三元锂电池放置在放电柜进行放电；/nS02：破碎，在抽负压或者充惰性气体的空间中对放电好的废旧三元锂电池进行破碎处理；/nS03：加热蒸发，把破碎后的废旧三元锂电池进行加热蒸发大量电解液中的溶剂、废旧三元锂电池中粘合剂、导电剂等；/nS04：筛分，把破碎蒸发后的废旧三元锂电池进行筛分，得到筛后产物和留筛产物；/nS05：分选处理，留筛产物进行磁吸处理和静电分离，把具有磁性的铁、钢和铜、铝从留筛产物中与塑料等分选；/nS06：调和，将筛后产物加入酸性无机化合物和清水，三者进行调和得到调和产物；/nS07：分级回收，将调和产物先加入还原剂，发生氧化还原反应；/n加入调和剂使得调和产物的PH值控制在酸性条件下；/n使控制PH值得调和产物进行陈化操作，并通过过滤装置(1)进行过滤，得到滤液一；/n滤液一中加入高锰酸钾，进行氧化还原反应后锰离子以二氧化锰的形式沉淀，并通过过滤装置(1)过滤得到滤液二，在滤液二中用18-冠-6在水有机两相中将水相的钾离子络合带入有机相，从而去除滤液二中的钾离子；/n去除钾离子的滤液二内加入硫酸、萃取剂和稀释剂，萃取剂为Cyanex272,稀释剂为206°碘化煤油，得到有机相混合物和无机相混合物；/n向有机相混合物中加入硫酸进去反萃操作，得到无机相硫酸钴溶液；/n向无机相混合物中加入氢氧化钠调节PH值为13.0～14.0，直至沉淀，通过过滤装置(1)过滤得到氢氧化镍和滤液三；/n滤液三中加入碳酸钠溶液，使得滤液三中的锂离子以碳酸锂的形式沉淀。/n...

【技术特征摘要】
1.一种废旧三元锂电池分级式回收方法，其特征在于：包括以下步骤：
S01：放电，把废旧三元锂电池放置在放电柜进行放电；
S02：破碎，在抽负压或者充惰性气体的空间中对放电好的废旧三元锂电池进行破碎处理；
S03：加热蒸发，把破碎后的废旧三元锂电池进行加热蒸发大量电解液中的溶剂、废旧三元锂电池中粘合剂、导电剂等；
S04：筛分，把破碎蒸发后的废旧三元锂电池进行筛分，得到筛后产物和留筛产物；
S05：分选处理，留筛产物进行磁吸处理和静电分离，把具有磁性的铁、钢和铜、铝从留筛产物中与塑料等分选；
S06：调和，将筛后产物加入酸性无机化合物和清水，三者进行调和得到调和产物；
S07：分级回收，将调和产物先加入还原剂，发生氧化还原反应；
加入调和剂使得调和产物的PH值控制在酸性条件下；
使控制PH值得调和产物进行陈化操作，并通过过滤装置(1)进行过滤，得到滤液一；
滤液一中加入高锰酸钾，进行氧化还原反应后锰离子以二氧化锰的形式沉淀，并通过过滤装置(1)过滤得到滤液二，在滤液二中用18-冠-6在水有机两相中将水相的钾离子络合带入有机相，从而去除滤液二中的钾离子；
去除钾离子的滤液二内加入硫酸、萃取剂和稀释剂，萃取剂为Cyanex272,稀释剂为206°碘化煤油，得到有机相混合物和无机相混合物；
向有机相混合物中加入硫酸进去反萃操作，得到无机相硫酸钴溶液；
向无机相混合物中加入氢氧化钠调节PH值为13.0～14.0，直至沉淀，通过过滤装置(1)过滤得到氢氧化镍和滤液三；
滤液三中加入碳酸钠溶液，使得滤液三中的锂离子以碳酸锂的形式沉淀。


2.根据权利要求1所述的一种废旧三元锂电池分级式回收方法，其特征在于：所述S02中，破碎逃逸的尾气，可通过气体捕捉器进行收集处理。


3.根据权利要求1所述的种废旧三元锂电池分级式回收方法，其特征在于：所述S03中，加热蒸发的氟化氢、一氧化碳、甲醛等有毒气体，可通过气体捕捉器进行收集处理。


4.根据权利要求1所述的种废旧三元锂电池分级式回收方法，其特征在于：所述S07中，去除钾离子的滤液二内加入硫酸、萃取剂和稀释剂后进行超声萃取分离。


5.一种基于废旧三元锂电池分级式回收方法的回收设备，其特征在于：包括锂电池充放电柜、切割机、气体捕捉器、烘箱、电池筛分机、磁选机、静电分离器、超声波萃取仪和过滤装置(1)，所述过滤装置(1)包括箱体(2)、位于箱体(2)内部的第一转动架(21)和位于箱体(2)内部的第二转动架(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文权，
申请(专利权)人：陈文权，
类型：发明
国别省市：江苏;32