[发明专利]一种废旧锂电池高温热解及气动力剥离分选的方法

说明书

本发明公开了一种废旧锂电池高温热解及气动力剥离分选的方法。本发明将废旧锂电池带电破碎，然后通过热解工艺处理电解液、隔膜、粘黏剂等有机物，再采用多组份筛分风选机分选出轻物料和重物料，从重物料中回收外壳、桩头等。轻物料通过气动力剥离机分离出极粉，剩下的物料通过色选分离出铜箔、铝箔。热解产生的废气通过高温焚烧、急冷、水洗、碱洗等工序处理后，达标排放。本发明能够实现废旧锂电池中有价金属高效回收，且具有流程短、能耗低、环境污染低、适用范围广的特点。

技术领域

本发明涉及一种废旧锂电池的处理方法，具体涉及一种废旧锂电池高温热解及气动力剥离分选的方法。

背景技术

动力锂电池回收目前正处于快速发展的阶段，2020年中国市场锂离子电池理论回收量达到47.8万吨。预计到2025年中国锂离子电池理论回收量将达到98.8万吨，增长速度明显加快。目前较为成熟的锂电池回收大都采用人工拆解和摩擦打散的工艺，该方法存在回收率低，产品品位低，环境污染严重，且存在燃爆的安全风险等问题。

发明内容

针对上述现有废旧锂电池回收技术存在的缺陷，本发明提供一种简单、高效、安全、环保的废旧锂电池高温热解及气动力剥离分选的方法，能够实现铜箔、铝箔、极粉、外壳等有价组分的高效回收，同时极粉的回收率高、品位高，且环境污染小。

本发明采用的技术方案如下：

一种废旧锂电池高温热解及气动力剥离分选的方法，包括以下步骤：

(1)废旧锂电池通过振动给料机均匀给料，然后通过上料皮带运输至破碎机内；

(2)将废旧锂电池置于保护气氛及密封绝氧条件下进行带电破碎，同时破碎过程中释放出来的电解液气体通过尾气处理系统处理后，达标排放；

(3)将废旧锂电池破碎产物置于保护气氛下绝氧热解锂电池内的有机物(电解液、隔膜、粘黏剂等)，热解产生的有机废气通过尾气处理系统处理后，达标排放；

(4)将废旧锂电池热解产物通过筛分，将热解过程中脱落的极粉预先筛分，筛上物料为铜铝箔集流体和外壳，筛下物料为极粉；

(5)将步骤(4)所得筛上物料通过风选分离，得到包括铜箔、铝箔在内的轻物料，以及包括外壳、柱头在内的重物料；

(6)将步骤(5)所得重物料通过振筛去除表面粉料后，在通过磁选分选出铁外壳；

(7)将步骤(5)所得轻物料通过气流剥离机，将铜铝箔表面粘附的极粉剥离，然后通过气流分选，得到极粉和铜铝箔；

(8)将步骤(7)所得铜铝箔通过色选机进行分离，分别得到铜箔、铝箔；

(9)将步骤(2)、(3)破碎过程产生的电解液气体以及热解过程产生的有机废气通过焚烧、急冷、水洗、碱洗处理后，达标排放。

进一步地，步骤(2)中，带电破碎过程中，在破碎机的腔体内通入惰性气体(如氮气、二氧化碳等)，并保持腔体密闭；本发明在无需彻底放电的条件下，可以实现废旧锂电池的直接破碎，破碎过程采用一次剪切破碎，使电池中外壳、隔膜、铜箔、铝箔充分分离，便于后续有用组分的分离回收；破碎后物料呈片状，物料粒度为15-40mm。

进一步地，步骤(3)中，热解过程在保护气氛下进行，热解炉内氧含量低于5％，热解温度为400-600℃，热解时间为0.5-2h。热解设备采用多膛炉、回转炉或带式炉等，加热方式采用电磁加热、电阻丝加热，或者以天然气、重油、液化气或生物质燃料作为燃料。

进一步地，步骤(5)中，风选机采用循环风，减少风选过程粉尘，风选风速为10-25m/s。

进一步地，步骤(7)中，气流剥离机能够在不破碎铜铝箔的同时，将铜铝箔表面的极粉剥离下来。