本发明专利技术属于废旧电池回收技术领域，公开了一种连续式废旧锂电池黑粉回收处理装置及处理方法，将微波热解反应室和微波还原焙烧室抽负压，然后充入惰性气体；对微波热解反应室和微波还原焙烧室进行预热；将黑粉加入预热后的微波热解反应室中，平铺于板链式输送器上输送的过程中进行微波热解；经过热解后的物料输送进入微波还原焙烧室，向其中通入氢气，在绞龙式输送器搅拌输送的同时，进行微波焙烧还原；经微波焙烧还原后的物料进入冷却室，落在板链输送器上，向其中通入氢气，对物料进行冷却，同时对氢气进行预热，冷却后的物料外排，预热后的氢气输送至微波还原焙烧室中。具有能耗低、效率高周期短、节省成本的优势。节省成本的优势。节省成本的优势。
【技术实现步骤摘要】
一种连续式废旧锂电池黑粉回收处理装置及处理方法
[0001]本专利技术属于废旧电池回收利用
，具体涉及一种废旧锂电池有价金属的分离纯化方法。
技术介绍
[0002]这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
[0003]锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解液、铜铝箔、结构件等组成，正极材料包括磷酸铁锂、三元材料、钴酸锂、锰酸锂等，且以磷酸铁锂和三元材料为主；负极材料包括天然石墨、人造石墨等，且以人造石墨为主。
[0004]随着近些年新能源汽车、电子产品以及储能设备的需求急剧增加，锂电池需求量也呈爆发式增长，如果废旧锂电池以传统焚烧、填埋的方式处置，将会造成巨大的环境危害和资源浪费。同时，正极材料中的有价金属元素如Li、Co、Ni、Mn等价格昂贵，资源相对匮乏，尤其对于Li和Co矿产资源，我国目前主要依靠进口。
[0005]目前，废旧锂电池有两类回收工艺：火法回收和湿法回收。火法回收工艺一般包括以下步骤：废旧锂离子电池放电并分类；振动筛选和磁选分离，除去塑料包装和金属外壳，获得电极材料；将电极材料在干电弧炉内高温处理，对其中的有价金属进行回收。存在能耗高、回收率低、废气较多、污染环境等问题。
[0006]传统湿法回收工艺一般包括如下步骤：将废旧锂离子电池分选分类，去壳，对电极材料采用盐酸还原浸取，将浸取液进行溶液萃取，有机相经洗涤除锂、洗钴、结晶，获得硫酸钴；无机相经浓缩、重结晶，获得碳酸锂。因其相对火法回收较为可控，所以目前发展较为成熟，但工艺复杂、周期长、效率低，且使用有机溶剂萃取后产生废液较多，同样对环境造成污染。
技术实现思路
[0007]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种连续式废旧锂电池黑粉回收处理装置及处理方法。可以解决传统火法回收工艺能耗高、过程不可控、有价金属回收率低、污染程度高等问题。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种连续式废旧锂电池黑粉回收处理装置，包括依次首尾连接的微波热解反应室、微波还原焙烧反应室和冷却室，其中，微波热解反应室和微波还原焙烧反应室的侧壁上均安装有微波发生器和温度传感器；
[0010]微波热解反应室内设置有第一物料输送器，第一物料输送器为板链式输送器；
[0011]微波还原焙烧反应室内设置有第二物料输送器，第二物料输送器为绞龙式输送器；
[0012]所述冷却室的进料端设置有氢气进口，氢气进口与氢气源连接，出料端设置有氢气出口，氢气出口通过气体连通管与微波还原焙烧反应室进料端的底部连通。
[0013]废旧锂电池黑粉在微波热解反应室内进行微波高温热解，使其中的大分子有机物碳化，不仅为高温碳热还原反应提供碳源，还避免了有机物低温受热挥发损失以及产生液相粘结在固体物料表面而降低有价金属元素反应速率，提高金属还原焙烧效率，提高有价金属回收率。
[0014]在微波热解阶段采用板链式输送器，黑粉物料在板链式输送器上堆叠一定厚度，可以防止物料受热过快而导致有机物挥发损失碳源的情况。
[0015]还原焙烧阶段采用绞龙式输送器，在物料输送过程中不断搅拌，可以有效增大物料与氢气之间的接触面积，加快还原焙烧效率。此外，物料的不断搅拌，还可以有效增加还原气体与物料之间的接触均匀程度，以提高金属还原的效率和均匀度。
[0016]冷却室与氢气源连接，通过向冷却室内通入氢气，一方面使物料的冷却过程是在还原性气氛中进行，避免已经被还原的金属再次被氧化；另一方面可以对室温氢气进行预热，将预热后的氢气通过气体连通管通入还原焙烧室内参与还原反应，可以有效提高还原效率。
[0017]气体连通管与微波还原焙烧反应室进料端的底部连通，使得预热后的氢气可以直接与物料接触，在绞龙式输送器的搅拌作用下，氢气与物料均匀混合。
[0018]微波具有穿透性、选择性加热、热惯性小的特性，所以采用微波设备急速升温，加热效率高，能促进有机物快速分解，使得物料内部迅速升温，提高热解和还原焙烧反应效率，是对废旧锂电池火法回收工艺中焙烧过程的工艺优化，相比于传统火法回收工艺，具有能耗低、效率高的优势，相比于传统湿法回收工艺具有周期短、节省成本的优势。
[0019]在一些实施例中，所述冷却室内设置有第三物料输送器，第三物料输送器为板链式输送器。
[0020]优选的，第一物料输送器和第三物料输送器的进料端均设置有物料挡板，物料挡板覆盖微波热解反应室或冷却室内壁与物料输送器之间的间隙，与物料输送器之间抵接，且自微波热解反应室或冷却室内壁向物料输送器方向向下倾斜设置。
[0021]物料挡板可以有效防止黑粉掉入板链式输送器与内壁之间的缝隙中，使黑粉顺利落在板链式输送器上。物料挡板倾斜设置，有助于黑粉的顺利滑落。
[0022]进一步优选的，所述氢气进口位于冷却室物料挡板的上方。向冷却室内通入的物料被氢气气流的吹落在第三输送器上，可以有效避免物料在物料挡板上的堆积，保证物料及时导出。
[0023]在一些实施例中，第一物料输送器和第三物料输送器的末端分别设置有第一刮板和第二刮板。
[0024]两刮板用于将粉状物料从板链式输送器表面刮除，使其顺利落下，防止粉状物料随板链式输送器继续转动，落在板链式输送器的下方。
[0025]优选的，所述第二刮板设置于冷却室的物料出口位置，第二刮板与冷却室的物料出口围成缩口出料结构，且微波还原焙烧反应室与抽真空装置连接。
[0026]在冷却室中，经过热解、焙烧还原的物料随板链输送器移动过程中，通入的氢气大部分位于物料的上方流动，将物料的热量带走。采用第二刮板与冷却室的物料出口围成缩口出料结构，提高氢气向外流出的阻力，有利于提高氢气与物料的分离程度，减少氢气的泄露，分离后的氢气在真空作用下进入还原焙烧反应室内参与反应。
[0027]如果在冷却室内使用绞龙式输送器，同样不利于氢气与固体物料的分离，容易导致过多氢气的泄露，造成安全隐患。
[0028]第二方面，本专利技术提供一种连续式废旧锂电池黑粉回收处理方法，包括如下步骤：将微波热解反应室和微波还原焙烧室抽负压，然后充入惰性气体；
[0029]对微波热解反应室和微波还原焙烧室进行预热；
[0030]将黑粉加入预热后的微波热解反应室中，平铺于板链式输送器上输送的过程中进行微波热解，热解温度为400
‑
800℃，停留时间为10
‑
60min；
[0031]经过热解后的物料输送进入微波还原焙烧室，向其中通入氢气，在绞龙式输送器搅拌输送的同时，进行微波焙烧还原，微波焙烧还原的温度为500
‑
750℃，时间为30
‑
100min；
[0032]经微波焙烧还原后的物料进入冷却室，落在板链输送器上，向其中通入氢气，对物料进行冷却，同时对氢气进行预热，冷却后的物料外排，预热后的氢气输送至微波还原焙烧室中。
[003本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种连续式废旧锂电池黑粉回收处理装置，其特征在于：包括依次首尾连接的微波热解反应室、微波还原焙烧反应室和冷却室，其中，微波热解反应室和微波还原焙烧反应室的侧壁上均安装有微波发生器和温度传感器；微波热解反应室内设置有第一物料输送器，第一物料输送器为板链式输送器；微波还原焙烧反应室内设置有第二物料输送器，第二物料输送器为绞龙式输送器；所述冷却室的进料端设置有氢气进口，氢气进口与氢气源连接，出料端设置有氢气出口，氢气出口通过气体连通管与微波还原焙烧反应室进料端的底部连通。2.根据权利要求1所述的连续式废旧锂电池黑粉回收处理装置，其特征在于：所述冷却室内设置有第三物料输送器，第三物料输送器为板链式输送器。3.根据权利要求2所述的连续式废旧锂电池黑粉回收处理装置，其特征在于：第一物料输送器和第三物料输送器的进料端均设置有物料挡板，物料挡板覆盖微波热解反应室或冷却室内壁与物料输送器之间的间隙，与物料输送器之间抵接，且自微波热解反应室或冷却室内壁向物料输送器方向向下倾斜设置。4.根据权利要求3所述的连续式废旧锂电池黑粉回收处理装置，其特征在于：所述氢气进口位于冷却室物料挡板的上方。5.根据权利要求1所述的连续式废旧锂电池黑粉回收处理装置，其特征在于：第一物料输送器和第三物料输送器的末端分别设置有第一刮板和第二刮板。6.根据权利要求5所述的连续式废旧锂电池黑粉回收处理装置，其特征在于：所述第二刮板设置于冷却室的物料出口位置，第二刮板与冷却室的物料出口围成缩口出料结构，且微波还原焙烧反应室与抽真空装...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐长有，孙殿义，吴庆朝，杜圣飞，靳现涛，吴际，
申请(专利权)人：山东恒泰利华环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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