一种磷酸铁锂正极片回收磷酸铁锂正极材料的方法技术

本发明专利技术公开一种磷酸铁锂正极片回收磷酸铁锂正极材料的方法，涉及电池材料回收技术领域。本发明专利技术回收磷酸铁锂正极材料的方法，包括一次粉碎、煅烧热解、正极材料剥离、一次除磁、二次粉碎、混合除磁、包装，与现有技术相比，正极材料剥离和一次除磁采用剥离干燥除磁系统，剥离釜能够增加热解颗粒和复合剥离剂的接触面积和接触几率，促进磷酸铁锂与铝箔的充分剥离；离心叶片外壁设置的连续锯齿刀能够对溶液内的磷酸铁锂和其他滤过杂质进行进一步剪切粉碎；一次除磁过程中对正极粗料进行磁性杂质吸附去除的同时能够进行研磨分散，减少二次粉碎过程中的能耗，磷酸铁锂正极材料的回收率达到83.67％，适合大规模工业化应用。适合大规模工业化应用。适合大规模工业化应用。

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸铁锂正极片回收磷酸铁锂正极材料的方法


[0001]本专利技术涉及电池材料回收
，具体涉及一种磷酸铁锂正极片回收磷酸铁锂正极材料的方法。

技术介绍

[0002]磷酸铁锂正极极片是由铝箔(集流体)、磷酸铁锂正极粉料(活性物质)、粘结剂、导电剂等组成。磷酸铁锂正极材料由于价格低廉、循环性能好、理论比容量高(170mAh/g)、热稳定性能优越、安全可靠等优点，广泛应用于大型电动车辆、混合动力电动车等领域。
[0003]目前，废旧磷酸铁锂电池的回收方法有物理法和化学法。物理法回收工艺以手工拆解为预处理，将废旧正电极粉碎，然后将混合物采用不同的分选方法得以实现物料分离和资源回收。其工艺简单易行，没有二次污染，但是能耗大，回收率也较低。同时物理分离产物杂质偏多，主要用作低价值的原材料。化学法如焙烧、酸浸等，直接将正电极材料中的锂、铝、铁等金属元素进行分离提纯，从而获得基本的化工原料。化学法可以有效回收利用废旧磷酸铁锂电池，并获得高价值的材料，但工艺较复杂，成本较高，技术难度偏大，反应毒副产物难以控制，严重污染环境。但是存在的技术问题是无法高效充分的将磷酸铁锂与铝箔剥离，多次粉碎过程也增加了能耗。
[0004]针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种磷酸铁锂正极片回收磷酸铁锂正极材料的方法，用于解决现有技术中无法高效充分的将磷酸铁锂与铝箔剥离，多次粉碎过程也增加了能耗的技术问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种磷酸铁锂正极片回收磷酸铁锂正极材料的方法，包括以下步骤：
[0008]S1、一次粉碎：将从废旧磷酸铁锂电池中回收的正极极片进行粉碎，得到粒径3～6mm的粗颗粒；
[0009]S2、煅烧热解：惰性气氛下将粗颗粒在340～420℃下进行高温煅烧热解，冷却至室温后，得到热解颗粒；
[0010]S3、正极材料剥离：热解颗粒通过剥离干燥除磁系统，使用浓度1.5～2.2mol/L的正极复合剥离剂搅拌20～30分钟后，筛分、干燥得到正极粗料；正极复合剥离剂为二甲苯磺酸的水溶液；
[0011]S4、一次除磁：正极粗料经过一次除磁后得到一次除磁粗料；
[0012]S5、二次粉碎：一次除磁粗料通过气流粉碎得到粒径2～10μm的细碎粉末；
[0013]S6、混合除磁：细碎粉末混合均匀后除磁得到磷酸铁锂粉末；
[0014]S7、包装。
[0015]进一步的，步骤S3具体过程为：从进料斗加入热解颗粒和复合剥离剂，减速电机驱
动螺旋蛟龙转动，热解颗粒和复合剥离剂充分混合接触，磷酸铁锂溶解于复合剥离剂内；开启增压泵后，剥离体系经增压泵增压后从回料管进入进料斗，落入剥离釜内腔进一步剥离；剥离釜内的反应液经排料口排出，经过扩散腔室的扩散后，由筛分腔室内的筛网筛分，含有磷酸铁锂的溶液进入离心加热腔内；第一驱动电机驱动离心轴和离心叶片转动，离心叶片使得溶液高速离心，溶液经固定筒侧壁上的甩液孔甩出，促进磷酸铁锂在溶液中的分散；鼓风机将热风经进风管、进风口鼓入离心腔室，使得溶剂升温气化，干燥得到正极粗料。
[0016]进一步的，步骤S4具体过程为：开启输料泵，正极粗料经排料管进入一次除磁室内，开启第二驱动电机，第二驱动电机驱动转轴和转筒转动，转筒对正极粗料进行研磨分散，安装条上的除磁块对正极粗料内的磁性杂质进行吸附去除。
[0017]进一步的，所述剥离干燥除磁系统包括剥离釜、筛分室和一次除磁室，剥离釜的内腔设有螺旋蛟龙，剥离釜的外壁设有与螺旋蛟龙连接的减速电机，剥离釜靠近减速电机侧的顶部设有进料斗，进料斗用于添加热解颗粒和复合剥离剂；螺旋蛟龙从靠近减速电机侧至远离减速电机侧螺距不断减小；剥离釜上远离减速电机的底部设有回料口，回料口通过回料管与进料斗连通，回料管上设有增压泵；剥离釜的中心底部设有排料口。
[0018]进一步的，所述筛分室包括从上到下依次设置的扩散腔室、筛分腔室和收紧腔室，扩散腔室的顶部与排料口连通，筛分腔室内设有孔径为0.5～2mm的筛网；收紧腔室的底部设有离心加热腔，离心加热腔处设有离心加热机构；离心加热机构包括第一驱动电机、离心腔室和固定筒，第一驱动电机设于离心加热腔的底部，第一驱动电机的电机轴竖直向上连接有伸入离心腔室的离心轴。
[0019]进一步的，所述固定筒套设于离心腔室的外部，离心轴的外围径向设有多个离心叶片，固定筒的顶部设有进料口，侧壁贯穿设有多个甩液孔。
[0020]进一步的，所述第一驱动电机的下方设有用于鼓入干燥热风的鼓风机，第一驱动电机的外侧设有若干个伸入离心腔室的进风管，进风管端部位于离心腔室内设有进风口，进风口内设有多个进风孔；离心叶片呈弧形且倾斜向下设置，离心叶片的外壁设有连续的锯齿刀。
[0021]进一步的，所述离心加热腔的底部设有排液口，离心加热腔的底部通过排料管连接一次除磁室，排料管上设有输料泵；一次除磁室的顶部设有第二驱动电机，第二驱动电机通过伸入一次除磁室内腔的转轴连接有转筒，转筒的外壁设有若干条竖直的安装条，安装条上设有多个除磁块。
[0022]本专利技术具备下述有益效果：
[0023]1、本专利技术回收磷酸铁锂正极材料的方法，包括一次粉碎、煅烧热解、正极材料剥离、一次除磁、二次粉碎、混合除磁、包装，与现有技术相比，正极材料剥离和一次除磁采用剥离干燥除磁系统，能够高效充分地完成磷酸铁锂材料与铝箔的剥离，一次除磁过程中对正极粗料进行磁性杂质吸附去除的同时能够进行研磨分散，减少二次粉碎过程中的能耗，磷酸铁锂正极材料的回收率达到83.67％，适合大规模工业化应用。
[0024]2、剥离釜能够增加热解颗粒和复合剥离剂的接触面积和接触几率，促进磷酸铁锂与铝箔的充分剥离；离心叶片外壁设置的连续锯齿刀能够对溶液内的磷酸铁锂和其他滤过杂质进行进一步剪切粉碎。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术实施例中磷酸铁锂正极片回收磷酸铁锂正极材料的方法流程图；
[0027]图2为本专利技术实施例中剥离干燥除磁系统的结构示意图；
[0028]图3为本专利技术实施例中离心加热机构的结构示意图；
[0029]图4为本专利技术实施例中离心加热机构的中心剖面图，图中未示出鼓风机；
[0030]图5为本专利技术实施例中一次除磁室的结构示意图。
[0031]附图标记：10、剥离釜；11、螺旋蛟龙；12、减速电机；13、进料斗；14、回料口；15、回料管；16、增压泵；17、排料口；20、筛分室；21、扩散腔室；22、筛分腔室；23、收紧腔室；24、离心加热腔；25、第一驱动电机；26、离心腔室；2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷酸铁锂正极片回收磷酸铁锂正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、一次粉碎：将从废旧磷酸铁锂电池中回收的正极极片进行粉碎，得到粒径3～6mm的粗颗粒；S2、煅烧热解：惰性气氛下将粗颗粒在340～420℃下进行高温煅烧热解，冷却至室温后，得到热解颗粒；S3、正极材料剥离：热解颗粒通过剥离干燥除磁系统，使用浓度1.5～2.2mol/L的正极复合剥离剂搅拌20～30分钟后，筛分、干燥得到正极粗料；正极复合剥离剂为二甲苯磺酸的水溶液；S4、一次除磁：正极粗料经过一次除磁后得到一次除磁粗料；S5、二次粉碎：一次除磁粗料通过气流粉碎得到粒径2～10μm的细碎粉末；S6、混合除磁：细碎粉末混合均匀后除磁得到磷酸铁锂粉末；S7、包装。2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂正极片回收磷酸铁锂正极材料的方法，其特征在于，步骤S3具体过程为：从进料斗(13)加入热解颗粒和复合剥离剂，减速电机(12)驱动螺旋蛟龙(11)转动，热解颗粒和复合剥离剂充分混合接触，磷酸铁锂溶解于复合剥离剂内；开启增压泵(16)后，剥离体系经增压泵(16)增压后从回料管(15)进入进料斗(13)，落入剥离釜(10)内腔进一步剥离；剥离釜(10)内的反应液经排料口(17)排出，经过扩散腔室(21)的扩散后，由筛分腔室(22)内的筛网筛分，含有磷酸铁锂的溶液进入离心加热腔(24)内；第一驱动电机(25)驱动离心轴(28)和离心叶片(29)转动，离心叶片(29)使得溶液高速离心，溶液经固定筒(27)侧壁上的甩液孔(31)甩出，促进磷酸铁锂在溶液中的分散；鼓风机(32)将热风经进风管(33)、进风口(34)鼓入离心腔室(26)，使得溶剂升温气化，干燥得到正极粗料。3.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂正极片回收磷酸铁锂正极材料的方法，其特征在于，步骤S4具体过程为：开启输料泵(39)，正极粗料经排料管(38)进入一次除磁室(40)内，开启第二驱动电机(41)，第二驱动电机(41)驱动转轴(42)和转筒(43)转动，转筒(43)对正极粗料进行研磨分散，安装条(44)上的除磁块(45)对正极粗料内的磁性杂质进行吸附去除。4.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂正极片回收磷酸铁锂正极材料的方法，其特征在于，所述剥离干燥除磁系统包括剥离釜(10)、筛分室(20)和一次除磁室(40)，剥离釜(10)的内腔设有螺旋蛟龙(11)，剥离釜(10)的外壁设有与螺旋蛟龙(11)连接的减速电机(12)，剥离釜...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建楠，吴国庆，徐诗艳，
申请(专利权)人：安徽华铂再生资源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：