本发明专利技术提供了一种废旧锂电池再生利用正负极粉的分选方法。该方法通过一次性破碎、低温热处理、水动力分选、色选，高温热解，湿法或干法剥离实现废旧锂电池中的正、负极粉的分离。本发明专利技术利用小片规则状正极片与负极集流体颜色差异，通过色选实现了正、负极片的分离，从而得到分离的正、负极粉，极粉回收率高，铝箔、铜箔全部得到回收。通过前段破碎的低温热处理和正极片的高温热解，避免了电解液和含氟粘接剂对环境的污染以及回收过程的安全问题，可实现规模化工业化生产。现规模化工业化生产。现规模化工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
一种废旧锂电池再生利用正负极粉的分选方法
[0001]本专利技术属于废旧锂电池的再生利用
，涉及一种废旧锂电池再生利 用正负极粉的分选方法。
技术介绍
[0002]自2014年开始，我国新能源汽车开始大量普及，产销量位居全球第一， 新能源汽车产销量连续6年位居全球第一，累计推广了超过550万辆。中国已 造成全球规模第一的新能源汽车及动力电池产业链。动力电池装机量近年来不 断攀升，巨大需求下对上游用原材料需求增加明显，以磷酸铁锂和三元材料两 类配套量最大的锂离子动力电池为测算对象，用于生产动力电池的镍、钴、锰、 锂四类金属消耗量(折合金属量)分别占对应金属全领域应用量的比例约为 4％、77％、10％、50.9％。受资源匮乏影响，我国主要依赖从国外进口矿石资 源及其加工后的高端产品来满足国内生产供应，据统计，上述四种金属，镍、 钴、锰、锂的原矿进口依存度分别超过80％、90％、60％、70％。因此，对废 旧锂电池资源循环回收利用已成为动力电池生产原材料供应的重要来源方式。
[0003]废旧锂离子电池回收利用要有助于减少环境污染，促进资源综合利用和循 环经济发展。既要有效回收处理旧锂电池中的大量有价金属元素，又要对有害 的有机溶剂做到无害化、环保化处置。采用高温热解处置，有效处理废旧锂电 池中的有机溶剂及含氟有机物，达到国家环保标准要求，这是目前符合环境保 护要求、能大规模工业化回收利用废旧锂电池的必要方式。
[0004]目前废旧锂电池的主流回收处理方法是，通过物理方法把报废旧锂电池破 碎分选处理，得到正负极粉混合粉，再通过湿法冶金工艺，将黑粉中的有价金 属元素浸出溶解转入溶液，再分离提纯得到纯金属盐类或氧化物。但由于负极 石墨粉大量混杂在含有价金属元素的正极粉中，增加了酸碱消耗，成本高，排 出石墨存在判为危化品的风险。近来提出通过前端的物理分选方法得到分开的 正极粉和负极料，再分别对正、负极粉采用不同工艺流程的湿法冶金方法，提 取有价金属元素。但此物理分选方法存在很多问题，主要是正、负极粉回收率 低，品位低，由于分选技术不过关原因，正、负极粉相互掺杂，正极粉回收率 低；其次是正、负极粉中掺入铝、铜金属杂质过高，给后续的湿法冶金过程分 离造成相当大的麻烦，除杂工艺复杂，酸碱用量大。有些回收方法不用热处理 处置电解液，破碎旧锂电池后直接进入湿法分离，溢出有害电解液对回收现场 造成环境污染。如中国专利技术202110279054.6，将锂电池放电处理后，经破碎后， 直接加入一分离装置分离，再将分离得到的正、负极片加热干燥后，通过色选 机，分选出正极片和负极片。此方法中的破碎物料未经热解处置，旧锂电池中 的电解液全部进入水中，造成现场环境污染。而最后工序，采用锤式破碎机不 断撞击正、负极片来分离极粉和集流体的方法，由于正极物料未经高温热解， 正极片中粘接剂结构完整，粘接强度高，通过撞击分离极粉难度较大，耗费较 长时间的撞击可能造成铝箔、铜箔表面损伤粉碎，造成正极粉中掺入过多的金 属杂质，为后续的湿法冶金过程增加了处理杂质成本。
[0005]据以上分析，有必要提供一种正负极粉分选方法，改进上述存在的不足。
技术实现思路
[0006]针对以上技术问题，本专利技术提供一种废旧锂电池再生利用正负极粉的分选 方法，通过一次性破碎、低温热处理、水动力分选、色选，高温热解，湿法或 干法剥离实现废旧锂电池中的正、负极粉的分离，正极粉回收率高，极粉中掺 杂铝杂质极少，并避免了电解液和含氟粘接剂对回收过程环境的污染。此方法 工艺比较简单，成本相对较低，可实现工业化规模生产。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0008]一种废旧锂电池再生利用正负极粉的分选方法，包括如下步骤：
[0009](1)将废旧锂电池在惰性气氛下，采用齿形剪切机将废旧锂电池直接一 次性破碎，破碎后物料呈5～50mm小片规则形状(不同电池破碎粒度不同)；
[0010](2)将破碎片后物料送入回转式电磁炉，惰性气氛下100～200℃进行低 温热处理，将废旧锂电池里的电解液挥发，产生废气送入二次燃烧室，经处置 达标后再排放；100～200℃低于正极粘接剂的分解温度，正极片表面极粉仍保 持原粘接强度，水力分选时正极片不脱落极粉；
[0011](3)将热处理后物料，通入水动力分选机分选，分选出金属壳体和桩头， 隔膜，以及负极粉和正、负极片的混合物，负极粉与正、负极片混合物再经振 动筛筛分，得到正负极片的混合物，筛下物为负极粉；由于负极粘接剂为水溶 性，易溶于水，在经过低温热处理后再进入水中后，负极片极粉大部分会脱落， 负极露出集流体铜箔；根据破碎物料在水中的密度不同，分选出三类物料，轻 质的隔膜，从上出口分选出；重质的金属壳体和桩头，从下出口选出；而正、 负极片以及脱落极粉，从中出口分选出，再经振动筛筛分，得到正、负极片混 合物，筛下物为脱落极粉；
[0012](4)将步骤(3)所得正负极片的混合物加热干燥，再通过色选机色选， 分离得到正极片和负极片；步骤(3)得到的正极片和负极片为小片状，加热 干燥，使正负极片呈干燥的松散状态，通过色选机分选，由于小片状负极片大 部分脱落极粉露出铜箔，与正极片表面黑色存在明显差异，当色选机图像传感 器探测到落下物料的铜集流体颜色时，喷嘴喷出高速气流将小片状负极片吹 出，分离正、负极片；
[0013](5)将色选得到的正极片再通入回转式电磁炉，在惰性气氛下500～600 ℃进行高温热解，将正极片中含氟粘接剂高温分解，所产生废气送入二次燃烧 室处置，达标后排放；
[0014](6)将经高温热解后的正极片，用湿法或干法剥离法分离出正极粉和集 流体铝箔；
[0015](7)经色选机选出的负极片，用湿法或干法剥离方法分离负极粉和集流 体铜箔；所得负极粉与步骤(3)所得筛下物合并为负极混合物。
[0016]进一步地，步骤(3)中，热处理后破碎物料通入水动力分选机，分离出 三类物料，上出口物料为轻质的隔膜，下出口物料为重质的金属壳体和桩头， 中出口物料为负极粉与正负极片的混合物，经振动筛筛分出极粉和正负极片的 混合物，其中负极片极粉大部分脱落，露出铜箔。
[0017]进一步地，步骤(3)中，所述水动力分选机设置有两个腔室，从第一个 腔室的上部
加入热处理后破碎物料和水，浮在水面的隔膜从上出口分选出；腔 室底部设置有螺旋推进器，将沉底的金属壳体、桩头、极粉、和正负极片推进 至第二个腔室，腔室底部有斜向设置的喷水口，控制喷出水流量，喷水口上方 设置有网带输送机，将沉底的金属壳体、桩头从下出口带出，而极粉、正负极 片则随螺旋向上流动的水流，从中出口分选出。
[0018]进一步地，步骤(5)中，热解时间0.5～2小时。
[0019]进一步地，步骤(6)中，所述湿法剥离法是将正极片与稀酸加入剥离机 里，缓缓搅拌1～5分钟，再过滤分离，得到正极粉和铝箔；所述稀酸与正极片 的液固比为30～5:1，所述稀酸的质量分数为0.5～5％(即稀酸浓度)，搅拌处本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种废旧锂电池再生利用正负极粉的分选方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将废旧锂电池在惰性气氛下，采用齿形剪切机将废旧锂电池直接一次性破碎，破碎后物料呈5～50mm小片规则形状(不同电池破碎粒度不同)；(2)将破碎片后物料送入回转式电磁炉，惰性气氛下100～200℃进行低温热处理，将废旧锂电池里的电解液挥发，产生废气送入二次燃烧室，经处置达标后再排放；100～200℃低于正极粘接剂的分解温度，正极片表面极粉仍保持原粘接强度，水动力分选时正极片不脱落极粉；(3)将热处理后物料，通入水动力分选机分选，分选出金属壳体和桩头，隔膜，以及负极粉和正、负极片的混合物，负极粉与正、负极片混合物再经振动筛筛分，得到正负极片的混合物，筛下物为负极粉；由于负极粘接剂为水溶性，易溶于水，在经过低温热处理后再进入水中后，负极片极粉大部分会脱落，负极露出集流体铜箔；根据破碎物料在水中的密度不同，分选出三类物料，轻质的隔膜，从上出口分选出；重质的金属壳体和桩头，从下出口选出；而正、负极片以及脱落极粉，从中出口分选出，再经振动筛筛分，得到正、负极片混合物，筛下物为脱落极粉；(4)将步骤(3)所得正负极片的混合物加热干燥，再通过色选机色选，分离得到正极片和负极片；步骤(3)得到的正极片和负极片为小片状，加热干燥，使正负极片呈干燥的松散状态，通过色选机分选，由于小片状负极片大部分脱落极粉露出铜箔，与正极片表面黑色存在明显差异，当色选机图像传感器探测到落下物料中的铜集流体颜色时，喷嘴喷出高速气流将小片状负极片吹出，分离正、负极片；(5)将色选得到的正极片再通入回转式电磁炉，在惰性气氛下500～600 ℃进行高温热解，将正极片中含氟粘接剂高温分解，所产生废气送入二次燃烧室处置，达标后排放；(6)将经高温热解后的正极片，用湿法或干法剥离法分离出正极粉和集流体铝箔；(7)经色选机选出的负极片，用湿法或干法剥离方法分离负极粉和集流体铜箔；所得负极粉与步骤(3)所得筛下物合并为负极混合物。2.根据权利要求1所述的废旧锂电池再生利用正负极粉的分选方法，其特征在于，步骤(3)中，热处理后破碎物料通入水动力分选机，分离出三类物料，上出口物料为...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴光辉，甄必波，谭卫宁，刘心，
申请(专利权)人：湖南江冶新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。