[发明专利]一种回收三元正极材料的系统及方法

说明书

本发明公开了一种回收三元正极材料的系统及方法。本发明所述回收三元正极材料的系统，包括回收系统和吹气系统，料液罐依次与进料泵、过滤器和净化滤液罐连接；过滤器顶部设置有回流口，回流口与料液罐顶部相连，过滤器底部设置有滤液排出口，排出口分成两路，一路连接料液罐，一路连接净化滤液罐；进料泵采用离心式泵进行料液输送增压；气体加热器设有气体进出口和加热媒介进出口，气体出口依次与减压阀、过滤器顶部连接，加热媒介进出口与外部热源连接；还设置有与气体加热器并联的外部气体管道，外部气体管道直连至减压阀。本发明从板框压滤机滤液中回收三元正极材料，提高产品收率，同时减少滤液污水处理环节和固废排放量，提高企业经济效益。

技术领域

本发明属于锂电池三元正极材料生产领域，具体涉及高镍锂电池三元正极材料生产工艺中，一种在水洗过滤工段从滤液中回收锂电三元正极材料的系统及方法。

背景技术

目前生产高镍锂电池三元正极材料，普遍采用高温固相法生产工艺，该工艺需要经过水洗工艺除去正极材料表面的碱杂质，水洗完成后的料浆再进行固液分离和烘干。其中固液分离普遍采用板框压滤机，该方式生产效率高，投资成本小，适宜大流量高含固量物料过滤。但是由于该工艺过滤精度有限，一是在过滤初期，滤饼层未形成时，部分固体物料会穿过滤布进入到滤液中；二是在滤饼形成后，部分细小颗粒也会穿过滤饼层和滤布进入到滤液。三元正极材料穿滤，一方面使三元正极材料的收率降低了大概2%，造成较大的经济损失；另一方面三元正极材料进入到滤液后，污水处理压力增大，污水处理后产生的固废增加，进而增加了生产成本。

发明内容

本发明目的在于从板框压滤机滤液中回收三元正极材料，提高产品收率，同时减少滤液污水处理环节和固废排放量，提高企业经济效益。另外该工艺增加了热气体吹干工艺，降低了回收物料的含湿率，有利于物料后期卸料及干燥。

本发明具体技术方案如下：

一种回收三元正极材料的系统，包括回收系统和吹气系统；

回收系统：由料液罐、进料泵、过滤器、净化滤液罐组成，料液罐依次与进料泵、过滤器和净化滤液罐连接；过滤器顶部设置有回流口，回流口与料液罐顶部相连，过滤器底部设置有滤液排出口，排出口分成两路，一路连接料液罐，一路连接净化滤液罐；进料泵采用离心式泵进行料液输送增压；

吹气系统：由气体加热器、减压阀组成；气体加热器设有气体进出口和加热媒介进出口，气体出口依次与减压阀、过滤器顶部连接，加热媒介进出口与外部热源连接；还设置有与气体加热器并联的外部气体管道，外部气体管道直连至减压阀。

设备布置时，过滤器底部高于料液罐和净化滤液罐顶部。

所述过滤器下方出口管道上还设置有视镜。

过滤器由储罐、格栅以及格栅上的滤布组成，滤布选用2微米至3微米过滤精度，储罐下封头使用气缸控制能够自动打开。

一种回收三元正极材料的方法，基于上述回收三元正极材料的系统，具体包括以下步骤：

在水洗过滤工段板框压滤机产生的滤液缓存放于料液罐中，通过进料泵输送进过滤器，过滤器进满滤液后，通过调节回流流量，控制过滤器内压力不超过0.3MPa；滤液在压力的作用下液相穿过滤布，形成净化滤液，通过视镜观察净化滤液浑浊度，浑浊度高的净化滤液回流至料液罐，清澈达标的净化滤液排放至净化滤液罐；滤液中的三元正极材料固体被滤布截留，留在滤布上方；

当滤布上的固体三元正极材料达到一定厚度时，净化滤液流量下降，过滤效率变差，此时停止进料，调节减压阀，控制压缩气体进入过滤器的压力不超过0.3MPa，使用气压将过滤器内的液相全部压入净化滤液罐。然后加热压缩气体，控制其温度为80℃±2，使用热气体对过滤器内的滤饼进行吹干，进一步降低滤饼含湿率。吹干完成后，自动打开过滤器下封头，将滤布上的滤饼排放至烘干装置，重新密封过滤器，开始进入下一循环。

本发明的优点主要表现为以下：