【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废旧磷酸铁锂电池回收利用，具体地说，涉及一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料浮选分离方法。
技术介绍
1、现代市场对锂电池的需求日益剧增，随之而来的是大量报废锂电池的产生，若这些废弃锂电池无法得到妥善处理，电池电解液中含有的有毒物质将会破环土壤、污染水资源，甚至威胁人类生命健康；电池正极材料中的li、ni、co、cu等贵金属若不加以回收利用，会造成金属资源严重浪费；电池负极材料中的石墨密度高、导电性能好，将其回收再利用有利于降低新型燃料电池生产成本。
2、锂离子电池通常使用锂合金或锂金属氧化物为正极材料(按照正极材料主要成分可分为钴酸锂电池、锰酸锂电池、镍酸锂电池、磷酸铁锂电池、镍钴铝三元电池、镍钴锰三元电池等)，石墨为负极材料。其中，磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、安全性能好、自放电率小、无记忆效应等优点，与三元材料电池相比，废旧磷酸铁锂电池中不含贵重金属，回收产物附加值较低，因此需要开发低成本回收方法。
3、目前，废旧磷酸铁锂电池回收方法主要有两种：火法回收和湿法回收。火法回收主要是通过高温煅烧去除电极材料表面附着的有机粘合剂和其他混合材料，再通过高温固相法将熔融的金属材料重新合成为新的磷酸铁锂电极，但该方法需高温煅烧，成本较高且易对环境造成污染；湿法回收包括有机溶剂溶解法、酸碱溶解法、电解法以及选矿方法(重选、磁选、浮选)等。废旧磷酸铁锂电池经过拆解、破碎后成为一种以石墨和金属氧化物为主要成分的混合材料，且石墨负极材料相比于金属氧化物正极材料天然疏水性更强，故可考虑采用浮选方法，
4、通过浮选方法分离锂电池正负极混合材料的方法已诸多报道。已公开的202211012455.6废旧磷酸铁锂正负极材料的分离回收方法，该专利技术对废旧磷酸铁锂正负极材料进行浮选分离，浮选过程中将柴油乳化处理后作为捕收剂，增强了柴油的捕收能力和选择性，降低了捕收剂用量，同时使废旧磷酸铁锂正负极材料分离更加充分；但该方法得到的尾矿磷酸铁锂正极材料经过高温850℃煅烧4h后，品位和可燃体回收率才能达到99.95％和97.29％，且高温煅烧容易破坏磷酸铁锂结构，生产成本较高。已公开的202210985587.0提高废旧锂电池正负极材料浮选分离效率的方法，该专利技术未采用传统浮选过程中“捕收剂-ph调整剂-分散剂-起泡剂”的加药顺序，改用“ph调整剂-分散剂-捕收剂-起泡剂”，先添加捕收剂进行捕收剂预先吸附可以防止分散剂在石墨表面的吸附，从而避免分散剂对石墨的抑制作用；但该方法使用柴油与水进行超声乳化，混合料浆中捕收剂的用量为80～200g/t，捕收剂消耗量相对较大，且超声乳化处理所需设备较为复杂。另一方面，常规浮选分离废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料，药剂用量较低时，精矿石墨正极材料可燃体回收率通常较低，而药剂用量加大时，药剂选择性又将降低。多段选别、中矿顺序返回工艺流程有利于提高目的矿物与脉石矿物的分离精度，提高最终精矿品位和回收率；对常规浮选尾矿进行反复扫选(扫选精矿顺序返回)，有利于高纯度尾矿产品的回收。微纳米气泡浮选法是高效回收微细颗粒物料的方法之一，在浮选料浆体系中，微纳米气泡会优先在疏水物质表面生成/吸附，微纳米气泡可通过毛细桥联效应促进疏水微细颗粒间选择性聚集，提高浮选气泡与颗粒的碰撞和黏附概率；同时，浮选体系中，微纳米气泡还能够起到“二次捕收剂”作用，降低体系化学药剂消耗，绿色环保。
5、综上，现有废旧磷酸铁锂电池回收方法普遍存在药剂消耗量大、设备复杂、操作成本高、产品回收率提升难、药剂消耗量大带来环境污染等问题。因此，现提供一种绿色经济高效的废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料浮选分离方法。
6、有鉴于此特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料浮选分离方法，解决废旧磷酸铁锂电池正负极材料分离困难的问题，提高石墨正极材料和磷酸铁锂负极材料分离与回收效率。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：
3、一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料浮选分离方法，包括以下步骤：
4、s1.将废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料加入球磨机中进行湿磨，且磨矿过程添加分散剂；
5、s2.将步骤s1所得料浆转移至浮选机，调浆过程中依次加入抑制剂、捕收剂、起泡剂后进行粗选作业，泡沫产品(粗选精矿)经泵送至浮选机进行精选作业，沉物(粗选尾矿)经泵送至浮选机进行扫选作业。
6、s3.对步骤s2中所得粗选精矿连续精选三次，精选过程的补加水和冲洗水均为脱气水，期间不再添加其他任何浮选剂，待三次精选完毕，最终泡沫产品即为石墨负极材料。
7、s4.对步骤s3中所得粗选尾矿连续扫选三次，扫选过程的补加水和冲洗水均为利用云南夏之春环保科技有限公司生产的纳米气泡水机(型号为xzcp-k-0.75型)处理浮选剂水溶液获得的含表面预组装浮选剂的微纳米气泡的水溶液。水溶液中含有大量微纳米气泡的乳白色液体，微纳米气泡的存在显著增大了气液界面面积；同时，由于纳米气泡具有较强的稳定性，获得的微乳色溶液透光率显著低于普通纯水，稳定性较强且衰减速率减慢(能持续存在十几分钟甚至数小时)。纳米气泡水机处理浮选剂溶液制备的含浮选剂表面预组装的微纳米气泡的水溶液，期间不再额外添加其他任何浮选剂，待三次扫选完毕，最终浮选沉物即为磷酸铁锂正极材料。
8、s5.步骤s3和s4中所得中矿产品均采用顺序返回流程工艺强化过程分离、回收效率。
9、进一步地，所属步骤s1中，料浆质量浓度为10～40％。
10、进一步地，所属步骤s1中，球磨机球料比为1.5，磨矿时间为3～10min，磨矿产品中-0.074mm粒级含量为60％～85％。
11、进一步地，所属步骤s1中，分散剂为碳酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠中的一种或几种的组合，分散剂添加量为50～300g/t。
12、进一步地，所属步骤s2中，抑制剂为羧甲基纤维素、淀粉、氧化钙中的一种或几种的组合，抑制剂的加入量为30～200g/t。
13、进一步地，所属步骤s2中，乳化捕收剂为乳化柴油，所述的乳化剂为吐温80、司班80、np-10中的一种或几种，乳化柴油的加入量为10～100g/t。
14、进一步地，所属步骤s2中，起泡剂为丁基醚醇、甲基异丁基甲醇、仲辛醇中的一种或几种，起泡剂的加入量为5～40g/t。
15、进一步地，所属步骤s2中，用于粗选的浮选机为自吸气式浮选机，粗选搅拌转速为1600～1900r/min，粗选充气量为0.15～0.3m3/min，浮选时间为3～8min。
16、进一步地，所属步骤s3中，脱气水制备方式为真空脱气、超声波脱气和加热脱气中的一种。
17、进一步地，所属步骤s4中，纳米气泡水机为xzcp-k-0.75型，自吸气量为0.2l/min本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料浮选分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料浮选分离方法，其特征在于：步骤S1所得料浆的质量浓度为10～40％。
3.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料浮选分离方法，其特征在于：步骤S1中球磨机湿磨中的球料比为1.5，磨矿时间为3～10min，磨矿产品中-0.074mm粒级含量为60％～85％。
4.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料浮选分离方法，其特征在于：步骤S1中所述的分散剂为碳酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠中的一种或几种的组合，分散剂添加量为50～300g/t。
5.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料浮选分离方法，其特征在于：步骤S2中所述的抑制剂为羧甲基纤维素、淀粉、氧化钙中的一种或几种的组合，抑制剂的加入量为30～200g/t；
6.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料浮选分离方法，其特征在于：步骤S2中用于粗选的浮选机搅拌转速为1600～190
7.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料浮选分离方法，其特征在于：步骤S3中所述的脱气水由真空脱气、超声波脱气或加热脱气方式制备。
8.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料浮选分离方法，其特征在于：步骤S4中所述的纳米气泡水机为XZCP-K-0.75型，自吸气量为0.2L/min，循环处理时间为2～5min。
9.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料浮选分离方法，其特征在于：步骤S4中所述的浮选剂为乳化煤油、丁基醚醇、甲基异丁基甲醇、仲辛醇中的一种或几种，浮选剂质量浓度为0.1～0.5％。
10.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料浮选分离方法，其特征在于：步骤S3中用于精选的浮选机的充气量为0.1～0.2m3/min，搅拌转速为1500～2600r/min，浮选时间为3～5min；步骤S4中用于扫选的浮选机的充气量为0.15～0.3m3/min，搅拌转速为1500～2000r/min，浮选时间为5～8min。
...【技术特征摘要】
1.一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料浮选分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料浮选分离方法，其特征在于：步骤s1所得料浆的质量浓度为10～40％。
3.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料浮选分离方法，其特征在于：步骤s1中球磨机湿磨中的球料比为1.5，磨矿时间为3～10min，磨矿产品中-0.074mm粒级含量为60％～85％。
4.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料浮选分离方法，其特征在于：步骤s1中所述的分散剂为碳酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠中的一种或几种的组合，分散剂添加量为50～300g/t。
5.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料浮选分离方法，其特征在于：步骤s2中所述的抑制剂为羧甲基纤维素、淀粉、氧化钙中的一种或几种的组合，抑制剂的加入量为30～200g/t；
6.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合材料浮选分离方法，其特征在于：步骤s2中用于粗选的浮选机搅拌转速为1600～1900r/min，...
【专利技术属性】
技术研发人员：周伟光，刘欣然，谢广元，彭耀丽，曹威威，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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