[发明专利]废旧锂电池石墨负极全组分一体化回收与再生方法和装置

说明书

本发明提供了一种废旧锂电池石墨负极全组分一体化回收与再生方法和装置。该装置包括顺次设置的负极片破碎分离系统、低温煅烧系统、氢化分解装置、高温煅烧系统和气流粉碎分级系统，用以实现废旧锂电池石墨负极全组分的大规模工业一体化回收与再生处理。该方法包括如下步骤：1)石墨负极粉碎，回收铜粉；2)低温一次煅烧，石墨粉中的粘接剂炭化；3)二氧化碳氢化分解，回收碳酸锂；4)高温二次煅烧，回收氟化锂；5)石墨粉经气流粉碎，风选分级后，得到再生产品。该方法修复了再生石墨材料的物理指标，提高了再生石墨材料的循环寿命，满足再次循环利用于电池制程中的性能要求。

技术领域

本发明涉及锂电池负极材料回收再生技术领域，尤其涉及一种废旧锂电池石墨负极全组分一体化回收与再生方法和装置。

背景技术

锂离子电池以其容量高、质量轻、循环性能好且污染小等优点，被广泛应用于移动电话、笔记本电脑和数码相机等便携式电子设备中。

目前，锂离子电池面临大面积的退役，对其组分进行回收再生利用势在必行，退役锂离子电池中拆解出来的失效负极片中含有丰富的锂、铜、石墨资源，其中锂含量约占3～5％，高于一般锂矿石品位，铜含量约20～30％，石墨含量约70～80％，是名副其实的城市矿山，若随意丢弃，不加以回收再生循环利用，既会造成浪费，也会对环境造成严重污染。

但是，现有针对失效负极材料的回收再生技术并不成熟，常用的方式多为强酸浸洗，表面碳包覆修饰，其再生过程会产生大量的废水、废酸难以工业化推广，浸出液中的物质提纯路线也并不清晰，对锂资源的回收问题也没有得到很好的解决。

申请号为CN201310656285.X的发明专利公开了一种废旧锂离子电池负极材料中石墨与铜片的分离及回收方法。该方法包括以下步骤：1)分离石墨与铜片；2)除去铜片上的分离溶剂：3)除去石墨粗产品中的杂质；4)对石墨产品高温处理，最后得到高纯度铜片和高碳石墨。

申请号为CN201510711138.7的发明专利公开了一种报废锂离子电池石墨负极片的回收利用方法。该方法包括步骤：a粉碎，通过超细粉碎机将原料粉碎，粉碎后的物料粒径20μm；b、分离，将粉碎后的粉末通过粉碎机上的旋风分离器得到密度不同的粗铜粉和粗石墨粉；c、粗铜粉处理，将含有2％石墨粉杂质的铜粉经旋风分离，得到99.9％的铜粉；d、粗石墨粉处理，将粗石墨粉溶于含有酸的溶液，通过离心机得到石墨湿料，然后通过烘炉烘干，得到锂电池负极石墨粉。

但是，上述回收方法均只是针对锂电池材料中单种物质的回收，没有做到锂电池负极材料全组分的回收再生，且难以工业化大规模量产和实施。

有鉴于此，有必要设计一种改进的废旧锂电池石墨负极材料全组分回收和再生的方法和装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废旧锂电池石墨负极全组分一体化回收与再生方法与装置。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种废旧锂电池石墨负极全组分一体化回收与再生装置，其包括顺次设置的负极片破碎分离系统、低温煅烧系统、氢化分解装置、高温煅烧系统和气流粉碎分级系统，用以实现废旧锂电池石墨负极全组分的大规模工业一体化回收与再生处理。

作为本发明的进一步改进，所述负极片破碎分离系统包括顺次设置的粉碎盘、第一分级机和第一引风机；所述粉碎盘下方出口处设置有铜粉分离收集装置；所述第一分级机的下方设置有石墨粉输出机构。

作为本发明的进一步改进，所述低温煅烧系统由与所述负极片破碎分离系统的石墨粉输出机构管道连接的第一中间物料仓、低温辊道炉、废气焚烧处理系统以及与所述氢化分解装置管道连接的第一中间物料输出机构构成。

作为本发明的进一步改进，所述氢化分解装置包括第一氢化分解反应罐、与所述第一氢化分解反应罐连接的第一离心甩干机、第二氢化分解反应罐、与所述第二氢化分解反应罐连接的第二离心甩干机以及用于存储清洗母液的母液循环罐；所述第一氢化分解反应罐上设置有气体循环机构。