一种废旧锂离子电池黑粉的回收系统技术方案

本实用新型专利技术一实施方式提供了一种废旧锂离子电池黑粉的回收系统，包括浮选单元、高温冶炼单元和烟气处理单元；所述浮选单元用于去除所述废旧锂离子电池黑粉中的碳粉，得到除碳黑粉；所述高温冶炼单元用于将所述除碳黑粉进行高温冶炼处理，得到含锂渣和镍钴合金，并排出烟气；所述烟气处理单元用于将所述烟气进行回收、净化处理。本实用新型专利技术一实施方式的废旧锂离子电池黑粉的回收系统，可以实现黑粉的资源化和无害化处理。

【技术实现步骤摘要】
一种废旧锂离子电池黑粉的回收系统
本技术涉及废旧锂离子电池，具体为一种废旧锂离子电池黑粉的回收系统。
技术介绍
锂离子电池具有电压高、体积小、能量密度大、自放电小、安全性高等优点，被广泛地应用于消费类电子产品、动力电池、工业储能等各个领域。近年来，随着锂离子电池生产数量和使用数量的快速增长，废旧锂离子电池的数量也越来越庞大。目前，锂离子电池的回收再利用已经受到人们越来越多的重视。废旧锂离子电池在经过破碎、分选、热解等一系列预处理之后，可以得到富含锂、镍、钴、锰、碳、铝等元素的黑粉。通常，黑粉采用湿法浸出工艺来回收其中的有价金属。具体为：首先通过碱浸脱除黑粉中的铝，随后在加有还原剂的硫酸体系下浸出镍、钴、锰和锂；浸出液经除杂、萃取、反萃等工序分别得到硫酸镍、硫酸锰、硫酸钴溶液；最后，将最终的萃取液蒸发浓缩，采用过饱和碳酸钠溶液沉淀碳酸锂。在湿法浸出工艺处理黑粉的过程中会副产大量的废水，废水处理成本高、流程冗余；且湿法浸出工艺的副产物渣量大，弃渣也属于危废范围，该废渣后期还需要通过火法工艺进行高温无害化处理，冶炼工艺流程/装置十分繁琐。
技术实现思路
本技术的一个主要目的在提供一种废旧锂离子电池黑粉的回收系统，包括浮选单元、高温冶炼单元和烟气处理单元；所述浮选单元用于去除所述废旧锂离子电池黑粉中的碳粉，得到除碳黑粉；所述高温冶炼单元用于将所述除碳黑粉进行高温冶炼处理，得到含锂渣和镍钴合金，并排出烟气；所述烟气处理单元用于将所述烟气进行回收、净化处理。根据本技术一实施方式，所述烟气处理单元包括余热锅炉，所述余热锅炉通过至少两条管路与所述高温冶炼单元相连。根据本技术一实施方式，所述回收系统包括第一湿法浸出单元，所述第一湿法浸出单元用于将所述含锂渣进行湿法浸出处理，以提取锂、锰。根据本技术一实施方式，所述第一湿法浸出单元与所述余热锅炉相连，以进行热交换。根据本技术一实施方式，所述回收系统包括第二湿法浸出单元，所述第二湿法浸出单元用于将所述镍钴合金进行湿法浸出处理，以制备硫酸镍、硫酸钴。根据本技术一实施方式，所述第二湿法浸出单元与所述余热锅炉相连，以进行热交换。根据本技术一实施方式，所述烟气处理单元包括表面冷却器，所述表面冷却器分别与所述余热锅炉和所述高温冶炼单元相连。根据本技术一实施方式，所述烟气处理单元包括布袋收尘器，所述布袋收尘器分别与所述表面冷却器和所述高温冶炼单元相连。根据本技术一实施方式，所述烟气处理单元包括尾气处理装置，所述尾气处理装置分别与所述布袋收尘器和所述高温冶炼单元相连。根据本技术一实施方式，所述浮选单元包括浮选机。本技术一实施方式的废旧锂离子电池黑粉的回收系统，可以实现黑粉的资源化和无害化处理。附图说明图1为本技术一实施方式的废旧锂离子电池黑粉的回收系统的示意图；图2为本技术一实施方式的废旧锂离子电池黑粉的回收系统作业时的流程图。具体实施方式体现本技术特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本技术能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本技术的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本技术。其中，“第一”“第二”“第三”“第四”等用于对多个相同名称的产品进行区分，并非对其进行限定。废旧锂离子电池经过破碎分选后，得到包含有石墨和电池正极材料的黑粉、铜箔和铝箔等，黑粉中富含锂、镍、钴、锰、碳、铝等元素。参照图1，本技术一实施方式提供了一种废旧锂离子电池黑粉的回收系统，可实现黑粉的资源化和无害化处理，该系统包括浮选单元、高温冶炼单元和烟气处理单元；其中，浮选单元用于去除原料黑粉中的石墨，得到除碳黑粉；高温冶炼单元用于将除碳黑粉进行高温冶炼处理，得到高锂渣(含锂渣)和镍钴合金，并排出烟气；烟气处理单元用于将烟气进行回收、净化处理。本技术一实施方式的废旧锂离子电池黑粉的回收系统，无湿法副产物等危废产生。于一实施方式中，浮选单元包括浮选机。于一实施方式中，高温冶炼单元包括竖式高温处置炉(侧吹熔炼炉)。于一实施方式中，竖式高温处置炉为竖式，包括一座竖式长槽形的熔炼炉，在炉体的上部设置有加料口，炉体的两侧设有多支喷枪。于一实施方式中，通过高温冶炼单元的处理将除碳黑粉中的镍、钴还原为金属，形成镍钴合金，锂、锰、铝主要进入渣相形成高锂渣。于一实施方式中，高温冶炼处理包括将除碳黑粉加热至熔融状态，并通过还原剂的还原处理，制得镍钴合金。于一实施方式中，可在除碳黑粉中加入熔剂进行高温冶炼处理，以调整渣形，所使用的熔剂可以是二氧化硅、白云石中的一种或多种。于一实施方式中，高温冶炼处理所使用的还原剂可以是焦炭。于一实施方式中，高温冶炼处理所使用的燃料可以是天然气、煤粉等。于一实施方式中，黑粉中附带的氟、氯以及有机物、铝等可通过高温冶炼单元的处理被除去，能够获得高纯镍钴合金。于一实施方式中，富氧空气、燃料可通过喷枪喷射进入熔炼炉的炉体，以与其中的熔体形成剧烈的搅动。除碳黑粉、熔剂、还原剂等可通过炉体上部的加料口加入炉内，使得物料快速的卷入熔体并均匀分布在熔体中。于一实施方式中，烟气处理单元包括余热锅炉，自高温冶炼单元排出的烟气可通过余热锅炉进行余热的回收处理，形成第一烟尘和第二烟气。于一实施方式中，余热锅炉分别通过第一管路和第二管路与高温冶炼单元相连，高温冶炼单元排出的烟气通过第一管路进入余热锅炉，余热锅炉排出的第一烟尘通过第二管路重新回到高温冶炼单元，以进行回收利用。于一实施方式中，烟气处理单元包括表面冷却器，表面冷却器可与余热锅炉相连，自余热锅炉排出的第二烟气可通过表面冷却器进行降温处理，得到第二烟尘和第三烟气。于一实施方式中，表面冷却器与高温冶炼单元相连，以使其排出的第二烟尘重新回到高温冶炼单元进行回收利用。于一实施方式中，烟气处理单元包括布袋收尘器，布袋收尘器可与表面冷却器相连，以使其排出的第三烟气进入布袋收尘器进行处理，得到第三烟尘和第四烟气。于一实施方式中，布袋收尘器可与高温冶炼单元相连，以使其排出的第三烟尘重新回到高温冶炼单元进行回收利用。于一实施方式中，烟气处理单元包括尾气处理装置，尾气处理装置可与布袋收尘器相连，以使其排出的第四烟气进入尾气处理装置进行净化处理。本技术一实施方式的废旧锂离子电池黑粉的回收系统，还可包括第一湿法浸出单元和/或第二湿法浸出单元。于一实施方式中，在高温冶炼单元形成的高锂渣可通过第一湿法浸出单元进行湿法浸出处理，以进一步提取锂、锰。提锂后的湿法渣堆存后，每年可通过高温冶炼处理单元集中熔融固化处置，并可作为一般固废作为建材原料或外卖处理。于一实施方式中，在高温冶炼单元形成的镍钴合金可通过第二湿法浸出单元进行湿法浸出处理，以制备硫酸镍、硫酸钴。于一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废旧锂离子电池黑粉的回收系统，其特征在于，包括：/n浮选单元，用于去除所述废旧锂离子电池黑粉中的碳粉，得到除碳黑粉；/n高温冶炼单元，用于将所述除碳黑粉进行高温冶炼处理，得到含锂渣和镍钴合金，并排出烟气；以及/n烟气处理单元，用于将所述烟气进行回收、净化处理；/n其中，所述浮选单元包括浮选机，所述高温冶炼单元包括侧吹熔炼炉；所述烟气处理单元包括余热锅炉，所述余热锅炉通过至少两条管路与所述高温冶炼单元相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种废旧锂离子电池黑粉的回收系统，其特征在于，包括：
浮选单元，用于去除所述废旧锂离子电池黑粉中的碳粉，得到除碳黑粉；
高温冶炼单元，用于将所述除碳黑粉进行高温冶炼处理，得到含锂渣和镍钴合金，并排出烟气；以及
烟气处理单元，用于将所述烟气进行回收、净化处理；
其中，所述浮选单元包括浮选机，所述高温冶炼单元包括侧吹熔炼炉；所述烟气处理单元包括余热锅炉，所述余热锅炉通过至少两条管路与所述高温冶炼单元相连。


2.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于，包括第一湿法浸出单元，所述第一湿法浸出单元用于将所述含锂渣进行湿法浸出处理，以提取锂、锰。


3.根据权利要求2所述的回收系统，其特征在于，所述第一湿法浸出单元与所述余热锅炉相连，以进行热交换。


4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈学刚，苟海鹏，王传龙，付云枫，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11