磁浮选柱及废旧锂电池资源化的方法技术

本公开公开了磁浮选柱及废旧锂电池资源化的方法，基于石墨与正极粉的比重

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁浮选柱及废旧锂电池资源化的方法


[0001]本公开涉及废旧锂电池回收
，具体而言，涉及磁浮选柱及废旧锂电池资源化的方法
。

技术介绍

[0002]近年来，动力电池产业快速发展，据新能源电池回收利用专业委员会统计，近5年动力电池累计生产
1005GWh
，年平均增长
66.7
％，动力电池退役累计
100.7
万吨，年均增长
73.5
％
。2023
年动力电池预计退役
48.19
万吨，其中绝大部分为废旧三元锂电池，
2027
年预计达到
137.01
万吨，市值超千亿元
。
退役动力电池具有经济和环境的双重属性，处置不当将对大气
、
土壤和水体产生污染
。
[0003]据电池中国网报道，当前废旧三元锂电池的典型处理工艺为：
[0004](1)
电池包拆解；
(2)
单体检测分类，
SOC(
荷电状态，即电池剩余容量与总容量百分比
)
在
20
‑
80
％的电池单体重装用于储能或小型电动汽车，实现退役电池的梯次利用，对
SOC
＜
20
％的则通过放电至安全破碎电压；
(3)
在惰性保护气中进行破碎，获得电解液
、
铝壳
、
隔膜
、
铜箔
、
铝箔和电池黑粉
(
正负极活性材料
)
等混合物；
(4)
再分选出电池黑粉中的石墨和正极材料
。
其中电池黑粉中包括正极和负极活性活性材料，粒度较细，常规重力分选
、
粒度分选等设备的应用受到限制，导致分选效果有限
。
[0005]在铁矿的反浮选脱硅或硫化矿中强化脱除磁黄铁矿的工艺中利用了磁浮选柱，但是由于传统矿物的粒度
、
比重
、
磁性等均与电池黑粉差异较大，应用于选矿中的磁浮选柱并不能够适用于电池黑粉的分选
。
因此有必要基于电池黑粉中正负极活性材料的性质差异，开发出一种相对高效的分选装置
。
[0006]鉴于此，特提出本公开
。

技术实现思路

[0007]本公开的目的在于提供用于废旧锂电池提锂渣中黑粉分离的磁浮选柱和磁浮选柱进行废旧锂电池资源化的方法
。
[0008]本公开是这样实现的：
[0009]第一方面，本公开提供一种用于废旧锂电池提锂渣中黑粉分离的磁浮选柱，包括浮选柱，所述浮选柱从上至下依次设置有石墨泡沫口
、
电池黑粉提锂渣给料口和正极粉底流口，所述石墨泡沫口和正极粉底流口之间的浮选柱上缠绕有导电线圈，所述导电线圈上连接有电流脉冲控制系统
。
[0010]在可选的实施方式中，所述浮选柱为旋流静态微泡浮选柱
。
[0011]在可选的实施方式中，所述电池黑粉提锂渣给料口上连接有输料管，所述输料管上设置有加压泵，所述输料管的出料方向与浮选柱相切
。
[0012]在可选的实施方式中，还包括调浆给料系统，所述调浆给料系统包括搅拌槽，所述搅拌槽与输料管的入料口连接
。
[0013]在可选的实施方式中，所述导电线圈为中空结构，且一端设置有进水孔
、
另一端设置有出水孔，所述进水孔上连接有水源
。
[0014]在可选的实施方式中，电流脉冲控制系统对所述导电线圈进行激磁后，所述导电线圈中心磁力方向向下
。
[0015]第二方面，本公开提供一种利用前述实施方式所述的磁浮选柱进行废旧锂电池资源化的方法，包括：对导电线圈通电流激磁后，将含有电池黑粉提锂渣的料浆从电池黑粉提锂渣给料口输送至浮选柱内，在石墨泡沫口收集得到石墨精矿，在正极粉底流口收集得到正极粉
。
[0016]在可选的实施方式中，通电流激磁后，浮选柱中心磁场强度为
0.01T
‑
1.0T
，电流脉冲频率为
1Hz
‑
50Hz。
[0017]在可选的实施方式中，所述电池黑粉提锂渣是电池黑粉经过自碳热还原和水浸后得到
。
[0018]在可选的实施方式中，所述电池黑粉由废旧三元锂电池拆解
、
放电
、
破碎
、
分选筛分以及烘干得到
。
[0019]在可选的实施方式中，所述电池黑粉中包括
C 40
％
‑
50
％
、Li 3
％
‑4％
、Ni 21
％
‑
22
％
、Co 2.5
％
‑3％
、Mn 3
％
‑
3.5
％
、
铜箔
1.8
％
‑
1.9
％
、
铝箔
0.18
％
‑
0.20
％
。
[0020]在可选的实施方式中，所述电池黑粉中正极材料的比重为
2.27
‑
2.29
，
D50
为
11
μ
m
‑
12
μ
m。
[0021]在可选的实施方式中，所述电池黑粉中所述负极材料的比重为
4.69
‑
4.71
，
D50
为3μ
m
‑
3.5
μ
m
[0022]在可选的实施方式中，所述自碳热还原包括：将电池黑粉置于
450℃
‑
700℃
惰性保护气氛围下焙烧
2h
‑
8h。
[0023]在可选的实施方式中，所述水浸步骤的压力为
0.5MPa
‑
4.0MPa。
[0024]在可选的实施方式中，所述水浸步骤的液固比为3‑6，时间为1‑
5h
，温度为
100
‑
300℃。
[0025]在可选的实施方式中，还包括对石墨精矿进行石墨化：将石墨精矿与沥青的混合料在
2200℃
‑
3000℃
的保护气氛围下进行石墨化
12
～
60h
，得到电池级石墨负极材料
。
[0026]在可选的实施方式中，所述混合料中沥青的含量为
1.5wt
％
‑
2.5wt
％
。
[0027]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于废旧锂电池提锂渣中黑粉分离的磁浮选柱，其特征在于，包括浮选柱，所述浮选柱从上至下依次设置有石墨泡沫口
、
电池黑粉提锂渣给料口和正极粉底流口，所述石墨泡沫口和正极粉底流口之间的浮选柱上缠绕有导电线圈，所述导电线圈上连接有电流脉冲控制系统
。2.
根据权利要求1所述的用于废旧锂电池提锂渣中黑粉分离的磁浮选柱，其特征在于，所述浮选柱为旋流静态微泡浮选柱
。3.
根据权利要求1或2所述的用于废旧锂电池提锂渣中黑粉分离的磁浮选柱，其特征在于，所述电池黑粉提锂渣给料口上连接有输料管，所述输料管上设置有加压泵，所述输料管的出料方向与浮选柱相切
。4.
根据权利要求3所述的用于废旧锂电池提锂渣中黑粉分离的磁浮选柱，其特征在于，还包括调浆给料系统，所述调浆给料系统包括搅拌槽，所述搅拌槽与输料管的入料口连接
。5.
根据权利要求1‑4任意一项所述的用于废旧锂电池提锂渣中黑粉分离的磁浮选柱，其特征在于，所述导电线圈为中空结构，且一端设置有进水孔
、
另一端设置有出水孔，所述进水孔上连接有水源
。6.
根据权利要求1‑5任意一项所述的用于废旧锂电池提锂渣中黑粉分离的磁浮选柱，其特征在于，电流脉冲控制系统对所述导电线圈进行激磁后，所述导电线圈中心磁力方向向下
。7.
一种利用权利要求1‑6任意一项所述的磁浮选柱进行废旧锂电池资源化的方法，其特征在于，包括：对导电线圈通电流激磁后，将含有电池黑粉提锂渣的料浆从电池黑粉提锂渣给料口输送至浮选柱内，在石墨泡沫口收集得到石墨精矿，在正极粉底流口收集得到正极粉
。8.
根据权利要求7所述的用于废旧锂电池提锂渣中黑粉分离的磁浮选柱，其特征在于，通电流激磁后，导电线圈中心磁场强度为
0.01T
‑
1.0T
，电流脉冲频率为
1Hz
‑
50Hz。9.
根据权利要求7所述的废旧锂电池资源化的方法，其特征在于，所述电池黑粉提锂渣是电池黑粉经过自碳热还原和水浸后得到
。10.
根据权利要求9所述的废旧锂电池资源化的方法，其特征在于，所述电池黑粉由废旧三元锂电池拆解
、
放电
、
破碎
、
分选筛分以及烘干得到
。11.
根据权利要求9或
10
所述的废旧锂电池资源化的方法，其特征在于，所述电池黑粉中包括
C 40
％
‑
50
％
、Li 3
％
‑4％
、Ni 21
％
‑
22
％
、Co 2.5
％
‑3％
、Mn 3
％
‑
3.5
％
、
铜箔
1.8
％
‑
1.9
％
、
铝箔
0.18
％
‑
0.20
％
。12.
根据权利要求9‑
11
任意一项所述的废旧锂电池资源化的方法，其特征在于，所述电池黑粉中正极材料的比重为
2.27
‑
2.29
，
D50
为
11
μ
m
‑
12
μ
m。13.
根据权利要求9‑
12
任意一项所述的废旧锂电池资源化的方法，其特征在于，所述电池黑粉中所述负极材料的比重为
4.69<...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮丁山，饶金山，李长东，唐时健，张鹏，孟志远，
申请(专利权)人：湖南邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：