權(quán)利要求書: 1.一種從廢舊三元
鋰電池中高效回收鋰的系統(tǒng),其特征在于,包括拆解臺(tái)(1);鹽池放電釜(2);一次
破碎機(jī)(3);碳化爐(4);二次破碎機(jī)(5);分選
篩分機(jī)(6);還原爐(7);水浸制漿釜(8);一次壓濾機(jī)(9);碳化釜(10);離子交換柱(11);熱解釜(12);二次壓濾機(jī)(13)、水洗釜(14);離心機(jī)(15)和干燥機(jī)(16);
所述拆解臺(tái)(1)型號(hào)為YBCJ?001,包含有拆解工具區(qū)(101)、人工拆解區(qū)(102),拆解工具區(qū)(101)和人工拆解區(qū)(102)均配備有回收廢舊三元鋰電池的配套的電動(dòng)拆解工具;
所述鹽池放電釜(2)型號(hào)為JZ?DIY500,由耐腐蝕的PPH材質(zhì)制成,所述鹽池放電釜(2)包含有殼體(201)、鹽溶液(202)、電池提升釜(203)、電池提升機(jī)(204)和提升梁(205);
所述一次破碎機(jī)(3)型號(hào)為XD?ED400,為刀、錘結(jié)合式破碎機(jī),由輥襯(301)、輥?zhàn)?302)、芯軸(303)、鱷板(304)、襯板(305)、拉桿(306)和彈簧(307)組成;
所述碳化爐(4)型號(hào)為QSH?F?1200T,包含有爐體(401)、燃燒室(402)、測(cè)溫孔(403)、集氣罩(404)、布?xì)饪?405)、碳化室(406)和冷卻室(407),其爐體(401)頭部設(shè)置有進(jìn)料口、清灰口和出煙口,尾部設(shè)置有出料口和煙氣出口,所述爐體(401)內(nèi)襯材質(zhì)由304不銹鋼材料制成;
所述二次破碎機(jī)(5)型號(hào)為XM?800,為揉搓破碎機(jī),所述二次破碎機(jī)(5)包含有二次破碎機(jī)進(jìn)料口(501)、刀齒(502)、中軸(503)、二次破碎機(jī)出料口(504)、三角帶(505)、二次破碎減速機(jī)(506)和二次破碎電機(jī)(507);
所述分選篩分機(jī)(6)型號(hào)為WF—1000,由提升機(jī)(601)、銅鋁出料口(602)、密封罩(603)、筒體(604)、篩下物出料口(605)、擋料板(606)、篩分出料口(607)和分選篩分機(jī)支架(608)組成;
所述還原爐(7)型號(hào)為GD?G1400,由爐門(701)、測(cè)溫孔(702)、爐殼(703)、耐火層(704)、保溫層(705)、硅碳棒(706)和調(diào)壓變壓器(707)組成;
所述水浸制漿釜(8)型號(hào)FYF?5000,由水浸制漿釜電機(jī)(801)、水浸制漿釜減速機(jī)(802)、固定機(jī)架(803)、水浸制漿釜機(jī)械密封(804)、水浸制漿釜上封頭(805)、水浸制漿釜支座(806)、內(nèi)盤管(807)、水浸制漿釜筒體(808)、水浸制漿釜夾套(809)、水浸制漿釜下封頭(810)、水浸制漿釜攪拌槳(811)、水浸制漿釜釜低軸(812)和水浸制漿釜加熱管(813)組成;
所述一次壓濾機(jī)(9)型號(hào)為XMAY1500?UBK,采用密閉性好的廂式壓濾機(jī),由止推板總成(901)、一次壓濾機(jī)濾板(902)、一次壓濾機(jī)主梁(903)、一次壓濾機(jī)中間支撐件(904)、一次壓濾機(jī)壓緊板組成(905)、一次壓濾機(jī)油缸座總成(906)、一次壓濾機(jī)電控液壓系統(tǒng)(907)組成;
所述碳化釜(10)型號(hào)為NM?LD?10,由碳化釜機(jī)械密封(1001)、氣體吸入口(1002)、碳化釜進(jìn)水口(1003)、碳化釜出水口(1004)、軸(1005)、傳熱板(1006)、中部攪拌器(1007)、氣源(1008)和底部攪拌器(1009)組成;
所述離子交換柱(11)型號(hào)為L(zhǎng)Z?5,由進(jìn)水閥(1101)、進(jìn)水口(1102)、排氣閥(1103)、上排污口(1104)、上布水板(1105)、樹脂裝入口(1106)、樹脂排出口(1107)組成;
所述熱解釜(12)型號(hào)為FYF?5000,為帶有加熱和攪拌功能的反應(yīng)釜,由熱解釜電機(jī)(1201)、熱解釜減速機(jī)(1202)、熱解釜機(jī)架(1203)、熱解釜機(jī)械密封(1204)、熱解釜上封頭(1205)、熱解釜支座(1206)、熱解釜內(nèi)盤管(1207)、熱解釜筒體(1208)、熱解釜夾套(1209)、熱解釜下封頭(1210)、熱解釜攪拌軸(1211)、熱解釜釜低軸(1212)和熱解釜加熱管(1213)組成;
所述二次壓濾機(jī)(13)型號(hào)為XMAY1500?UBK,采用密封性好的廂式壓濾機(jī),由二次壓濾機(jī)止推板總成(1301)、二次壓濾機(jī)濾板(1302)、二次壓濾機(jī)主梁(1303)、二次壓濾機(jī)中間支撐件(1304)、二次壓濾機(jī)壓緊板總成(1305)、二次壓濾機(jī)油缸座總成(1306)和二次壓濾機(jī)電控液壓系統(tǒng)(1307)組成;
所述水洗釜(14)型號(hào)為NM?LD?15,由水洗釜電機(jī)(1401)、外磁鋼總成(1402)、隔離罩(1403)、內(nèi)磁鋼總成(1404)、安裝法蘭(1405)、水洗釜傳動(dòng)軸(1406)、聯(lián)軸器(1407)、水洗釜攪拌槳(1408)和水洗釜釜體(1409)組成;
所述離心機(jī)(15)型號(hào)為PBG?100,采用平板式刮料離心機(jī),由刮刀油缸(1501)、離心機(jī)機(jī)蓋(1502)、離心機(jī)機(jī)殼(1503)、離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓(1504)、離心機(jī)軸承座(1505)、離心機(jī)電機(jī)(1506)、離心機(jī)機(jī)座(1507)和離心機(jī)減震器(1508)組成;
所述干燥機(jī)(16)型號(hào)為ZPG?1200,由干燥機(jī)安全閥(1601)、干燥機(jī)進(jìn)料閥(1602)、干燥機(jī)壓力表(1603)、熱源進(jìn)料閥(1604)、冷卻液排出閥(1605)、干燥機(jī)出料閥(1606)、冷凝水排出口(1607)、控制箱(1608)、干燥機(jī)槳葉(1609)、干燥機(jī)主體(1610)和排氣孔(1611)組成。
說明書: 一種從廢舊三元鋰電池中高效回收鋰的系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實(shí)用新型涉及廢舊三元
鋰電池回收領(lǐng)域,特別涉及一種從廢舊三元鋰電池中高效回收鋰的系統(tǒng)。背景技術(shù)[0002] 鋰離子電池經(jīng)過多次循環(huán)充放電后,電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生不可逆的改變,進(jìn)而堵塞鋰離子擴(kuò)散的通道,最終造成鋰離子電池的失活報(bào)廢,所以鋰離子電池的平均壽命只有1~3年。近幾年隨著
新能源汽車行業(yè)的飛速發(fā)展,鋰電池需求量和產(chǎn)量也迅速增加,幾年后會(huì)井噴式產(chǎn)生大量的退役鋰電池。據(jù)預(yù)測(cè),到2030年全球廢舊鋰離子電池的處置量將超過1100萬噸,產(chǎn)值將達(dá)到237.2億美元。
[0003] 現(xiàn)階段廢舊鋰離子電池回收還沒有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),回收過程存在難度大,回收成本高等諸多問題。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)廢舊鋰電池中鋰的回收利用方法主要為將廢舊三元電池放電、拆解、破碎得到粉料,然后將粉料用酸浸得到金屬離子溶液,在通過不同萃取劑回收鎳、鈷、錳等有價(jià)金屬,而金屬鋰在流程末端以粗
碳酸鋰的形式回收,由于濕法回收流程長(zhǎng),鋰在經(jīng)過酸浸、萃取、濃縮蒸發(fā)等過程中均有損失,導(dǎo)致鋰的回收率只有80%左右,收率偏低等問題;
電池級(jí)碳酸鋰的價(jià)格從2020年初的8萬/噸增長(zhǎng)到2022年9月的50萬/噸,因此提高廢舊三元鋰電池中鋰的回收率對(duì)于提高電池回收企業(yè)效益起到至關(guān)重要的作用。實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,提供一種從廢舊三元鋰電池中高效回收鋰的系統(tǒng)。[0005] 本實(shí)用新型提供了如下的技術(shù)方案:[0006] 本實(shí)用新型提供一種從廢舊三元鋰電池中高效回收鋰的系統(tǒng),包括拆解臺(tái);鹽池放電釜;一次破碎機(jī);碳化爐;二次破碎機(jī);分選篩分機(jī);還原爐;水浸制漿釜;一次壓濾機(jī);碳化釜;離子交換柱;熱解釜;二次壓濾機(jī)、水洗釜;離心機(jī)和干燥機(jī);
[0007] 所述拆解臺(tái)型號(hào)為YBCJ?001,包含有拆解工具區(qū)、人工拆解區(qū),拆解工具區(qū)和人工拆解區(qū)均配備有回收廢舊三元鋰電池的配套的電動(dòng)拆解工具;[0008] 所述鹽池放電釜型號(hào)為JZ?DIY500,由耐腐蝕的PPH材質(zhì)制成,所述鹽池放電釜包含有殼體、鹽溶液、電池提升釜、電池提升機(jī)和提升梁;[0009] 所述一次破碎機(jī)型號(hào)為XD?ED400,為刀、錘結(jié)合式破碎機(jī),由輥襯、輥?zhàn)?、芯軸、鱷板、襯板、拉桿和彈簧組成;[0010] 所述碳化爐型號(hào)為QSH?F?1200T,包含有爐體、燃燒室、測(cè)溫孔、集氣罩、布?xì)饪?、碳化室和冷卻室,其爐體頭部設(shè)置有進(jìn)料口、清灰口和出煙口,尾部設(shè)置有出料口和煙氣出口,所述爐體內(nèi)襯材質(zhì)由不銹鋼材料制成;[0011] 所述二次破碎機(jī)型號(hào)為XM?800,為揉搓破碎機(jī),所述二次破碎機(jī)包含有二次破碎機(jī)進(jìn)料口、刀齒、中軸、二次破碎機(jī)出料口、三角帶、二次破碎減速機(jī)和二次破碎電機(jī);[0012] 所述分選篩分機(jī)型號(hào)為WF—1000,由提升機(jī)、銅鋁出料口、密封罩、筒體、篩下物出料口、擋料板、篩分出料口和分選篩分機(jī)支架組成;[0013] 所述還原爐型號(hào)為GD?G1400,由爐門、測(cè)溫孔、爐殼、耐火層、保溫層、硅碳棒和調(diào)壓變壓器組成;[0014] 所述水浸制漿釜型號(hào)FYF?5000,由水浸制漿釜電機(jī)、水浸制漿釜減速機(jī)、固定機(jī)架、水浸制漿釜機(jī)械密封、水浸制漿釜上封頭、水浸制漿釜支座、內(nèi)盤管、水浸制漿釜筒體、水浸制漿釜夾套、水浸制漿釜下封頭、水浸制漿釜攪拌槳、水浸制漿釜釜低軸和水浸制漿釜加熱管組成;[0015] 所述一次壓濾機(jī)型號(hào)為XMAY1500?UBK,采用密閉性好的廂式壓濾機(jī),由止推板總成、一次壓濾機(jī)濾板、一次壓濾機(jī)主梁、一次壓濾機(jī)中間支撐件、一次壓濾機(jī)壓緊板組成、一次壓濾機(jī)油缸座總成、一次壓濾機(jī)電控液壓系統(tǒng)組成;[0016] 所述碳化釜型號(hào)為NM?LD?10,由碳化釜機(jī)械密封、氣體吸入口、碳化釜進(jìn)水口、碳化釜出水口、軸、傳熱板、中部攪拌器、氣源和底部攪拌器組成;[0017] 所述離子交換柱型號(hào)為L(zhǎng)Z?5,由進(jìn)水閥、進(jìn)水口、排氣閥、上排污口、上布水板、樹脂裝入口、樹脂排出口組成;[0018] 所述熱解釜型號(hào)為FYF?5000,為帶有加熱和攪拌功能的反應(yīng)釜,由熱解釜電機(jī)、熱解釜減速機(jī)、熱解釜機(jī)架、熱解釜機(jī)械密封、熱解釜上封頭、熱解釜支座、熱解釜內(nèi)盤管、熱解釜筒體、熱解釜夾套、熱解釜下封頭、熱解釜攪拌軸、熱解釜釜低軸和熱解釜加熱管組成;[0019] 所述二次壓濾機(jī)型號(hào)為XMAY1500?UBK,采用密封性好的廂式壓濾機(jī),由二次壓濾機(jī)止推板總成、二次壓濾機(jī)濾板、二次壓濾機(jī)主梁、二次壓濾機(jī)中間支撐件、二次壓濾機(jī)壓緊板總成、二次壓濾機(jī)油缸座總成和二次壓濾機(jī)電控液壓系統(tǒng)組成;[0020] 所述水洗釜型號(hào)為NM?LD?15,由水洗釜電機(jī)、外磁鋼總成、隔離罩、內(nèi)磁鋼總成、安裝法蘭、水洗釜傳動(dòng)軸、聯(lián)軸器、水洗釜攪拌槳和水洗釜釜體組成;[0021] 所述離心機(jī)型號(hào)為PBG?100,采用平板式刮料離心機(jī),由刮刀油缸、離心機(jī)機(jī)蓋、離心機(jī)機(jī)殼、離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓、離心機(jī)軸承座、離心機(jī)電機(jī)、離心機(jī)機(jī)座和離心機(jī)減震器組成;[0022] 所述干燥機(jī)型號(hào)為ZPG?1200,由干燥機(jī)安全閥、干燥機(jī)進(jìn)料閥、干燥機(jī)壓力表、熱源進(jìn)料閥、冷卻液排出閥、干燥機(jī)出料閥、冷凝水排出口、控制箱、干燥機(jī)槳葉、干燥機(jī)主體和排氣孔組成。[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的有益效果如下:[0024] 1、通過對(duì)廢舊三元鋰電池進(jìn)行低溫碳化去除塑料隔膜和電解液,多級(jí)破碎得到1mm左右的黑粉、提高了廢舊三元鋰電池中鎳鈷錳鋰有價(jià)金屬的回收率;
[0025] 2、與現(xiàn)有工藝相比,在酸浸、萃取工藝之前通過添加還原劑高溫煅燒、水浸將鋰先提取出來,縮短了回收鋰的流程,減少了長(zhǎng)流程末端才提鋰造成的鋰損失,提高了廢舊三元鋰電池中鋰的回收率;[0026] 3、通過碳化、熱解、離子交換、水洗等步驟,將制得的粗碳酸鋰提純得到了電池級(jí)碳酸鋰,提高了產(chǎn)品的附加值;[0027] 4、通過選擇性地從廢舊電池中優(yōu)先提鋰,縮短了流程,減少了酸浸、萃取、濃縮等工段鋰的損失,提高了廢舊三元鋰電池中鋰的回收率和純度,同時(shí)減少了酸浸、萃取等工段的處理量,降低了運(yùn)行和設(shè)備成本,適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。附圖說明[0028] 附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解,并且構(gòu)成說明書的一部分,與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型,并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:[0029] 圖1是拆解臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖;[0030] 圖2是鹽池放電釜的結(jié)構(gòu)示意圖;[0031] 圖3是一次破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖;[0032] 圖4是碳化爐的結(jié)構(gòu)示意圖;[0033] 圖5是二次破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖;[0034] 圖6是分選篩分機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖;[0035] 圖7是還原爐的結(jié)構(gòu)示意圖;[0036] 圖8是水浸制漿釜的結(jié)構(gòu)示意圖;[0037] 圖9是一次壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖;[0038] 圖10是碳化釜的結(jié)構(gòu)示意圖;[0039] 圖11是離子交換柱的結(jié)構(gòu)示意圖;[0040] 圖12是熱解釜的結(jié)構(gòu)示意圖;[0041] 圖13是二次壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖;[0042] 圖14是水洗釜的結(jié)構(gòu)示意圖;[0043] 圖15是離心機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖;[0044] 圖16是干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖;[0045] 圖17是本實(shí)用新型的操作流程示意圖;[0046] 圖中:1、拆解臺(tái);101、拆解工具區(qū);102、人工拆解區(qū);[0047] 2、鹽池放電釜;201、殼體;202、鹽溶液;203、電池提升釜;204、電池提升機(jī);205、提升梁;[0048] 3、一次破碎機(jī);301、輥襯;302、輥?zhàn)樱?03、芯軸;304、鱷板;305、襯板;306、拉桿;307、彈簧;
[0049] 4、碳化爐;401、爐體;402、燃燒室;403、測(cè)溫孔;404、集氣罩;405、布?xì)饪祝?06、碳化室;407、冷卻室;[0050] 5、二次破碎機(jī);501、二次破碎機(jī)進(jìn)料口;502、刀齒;503、中軸;504、二次破碎機(jī)出料口;505、三角帶;506、二次破碎減速機(jī);507、二次破碎電機(jī);[0051] 6、分選篩分機(jī);601、提升機(jī);602、銅鋁出料口;603、密封罩;604、筒體;605、篩下物出料口;606、擋料板;607、篩分出料口;608、分選篩分機(jī)支架;[0052] 7、還原爐;701、爐門;702、測(cè)溫孔;703、爐殼;704、耐火層;705、保溫層;706、硅碳棒;707、調(diào)壓變壓器;[0053] 8、水浸制漿釜;801、水浸制漿釜電機(jī);802、水浸制漿釜減速機(jī);803、固定機(jī)架;804、水浸制漿釜機(jī)械密封;805、水浸制漿釜上封頭;806、水浸制漿釜支座;807、內(nèi)盤管;
808、水浸制漿釜筒體;809、水浸制漿釜夾套;811、水浸制漿釜攪拌槳;812、水浸制漿釜釜低軸;813、水浸制漿釜加熱管;
[0054] 9、一次壓濾機(jī);901、止推板總成;902、一次壓濾機(jī)濾板;903、一次壓濾機(jī)主梁;904、一次壓濾機(jī)中間支撐件;905、一次壓濾機(jī)壓緊板組成;906、一次壓濾機(jī)油缸座總成;
907、一次壓濾機(jī)電控液壓系統(tǒng);
[0055] 10、碳化釜;1001、碳化釜機(jī)械密封;1002、氣體吸入口;1003、碳化釜進(jìn)水口;1004、碳化釜出水口;1005、軸;1006、傳熱板;1007、中部攪拌器;1008、氣源;1009、底部攪拌器;[0056] 11、離子交換柱;1101、進(jìn)水閥;1102、進(jìn)水口;1103、排氣閥;1104、上排污口;1105、上布水板;1106、樹脂裝入口;1107、樹脂排出口;[0057] 12、熱解釜;1201、熱解釜電機(jī);1202、熱解釜減速機(jī);1203、熱解釜機(jī)架;1204、熱解釜機(jī)械密封;1205、熱解釜上封頭;1206、熱解釜支座;1207、熱解釜內(nèi)盤管;1208、熱解釜筒體;1209、熱解釜夾套;1210、熱解釜下封頭;1211、熱解釜攪拌軸;1212、熱解釜釜低軸;1213、熱解釜加熱管;
[0058] 13、二次壓濾機(jī);1301、二次壓濾機(jī)止推板總成;1302、二次壓濾機(jī)濾板;1303、二次壓濾機(jī)主梁;1304、二次壓濾機(jī)中間支撐件;1305、二次壓濾機(jī)壓緊板總成;1306、二次壓濾機(jī)油缸座總成;1307、二次壓濾機(jī)電控液壓系統(tǒng);[0059] 14、水洗釜;1401、水洗釜電機(jī);1402、外磁鋼總成;1403、隔離罩;1404、內(nèi)磁鋼總成;1405、安裝法蘭;1406、水洗釜傳動(dòng)軸;1407、聯(lián)軸器;1408、水洗釜攪拌槳;1409、水洗釜釜體;[0060] 15、離心機(jī);1501、刮刀油缸;1502、離心機(jī)機(jī)蓋;1503、離心機(jī)機(jī)殼;1504、離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓;1505、離心機(jī)軸承座;1506、離心機(jī)電機(jī);1507、離心機(jī)機(jī)座;1508、離心機(jī)減震器;[0061] 16、干燥機(jī);1601、干燥機(jī)安全閥;1602、干燥機(jī)進(jìn)料閥;1603、干燥機(jī)壓力表;1604、熱源進(jìn)料閥;1605、冷卻液排出閥;1606、干燥機(jī)出料閥;1607、冷凝水排出口;1608、控制箱;1609、干燥機(jī)槳葉;1610、干燥機(jī)主體;1611、排氣孔。
具體實(shí)施方式[0062] 以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明,應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型,并不用于限定本實(shí)用新型。其中附圖中相同的標(biāo)號(hào)全部指的是相同的部件。[0063] 此外,如果已知技術(shù)的詳細(xì)描述對(duì)于示出本實(shí)用新型的特征是不必要的,則將其省略。需要說明的是,下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向,詞語“內(nèi)”和“外”分別指的是朝向或遠(yuǎn)離特定部件幾何中心的方向。[0064] 實(shí)施例1[0065] 如圖1?17,本實(shí)用新型提供一種從廢舊三元鋰電池中高效回收鋰的系統(tǒng),包括拆解臺(tái)1;鹽池放電釜2;一次破碎機(jī)3;碳化爐4;二次破碎機(jī)5;分選篩分機(jī)6;還原爐7;水浸制漿釜8;一次壓濾機(jī)9;碳化釜10;離子交換柱11;熱解釜12;二次壓濾機(jī)13、水洗釜14;離心機(jī)15和干燥機(jī)16;
[0066] 拆解臺(tái)1型號(hào)為YBCJ?001,包含有拆解工具區(qū)101、人工拆解區(qū)102,拆解工具區(qū)101和人工拆解區(qū)102均配備有回收廢舊三元鋰電池的配套的電動(dòng)拆解工具;由人工將廢舊三元鋰電池在拆解區(qū)內(nèi)利用電動(dòng)拆解工具進(jìn)行拆解,去除廢舊三元鋰電池的封端蓋、外殼、導(dǎo)流排、
電池包底座,得到電池芯;[0067] 鹽池放電釜2型號(hào)為JZ?DIY500,由耐腐蝕的PPH材質(zhì)制成,鹽池放電釜2包含有殼體201、鹽溶液202、電池提升釜203、電池提升機(jī)204和提升梁205;將電池芯放入鹽池中浸泡48~96h,確保電池芯的電量降低到1.5以下,完成放電后的電池從鹽池放電釜2中取出,在鹽池放電釜2的上方懸空晾干24~48h,確保電池芯表面水分降低到5%;
[0068] 一次破碎機(jī)3型號(hào)為XD?ED400,為刀、錘結(jié)合式破碎機(jī),由輥襯301、輥?zhàn)?02、芯軸303、鱷板304、襯板305、拉桿306和彈簧307組成;由高速旋轉(zhuǎn)的刀片與固定齒圈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)物料進(jìn)行粉碎(含剪切、碰撞、摩擦等)的機(jī)器。破碎的物料受自身重力或外力作用,由進(jìn)料口進(jìn)入破碎機(jī)后,經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)的離心盤的作用,沿徑向分布并獲得離心動(dòng)力,離開圓盤后又高速飛向齒圈板,這樣物料與齒圈板、物料與物料之間不斷地相互碰撞及摩擦,物料也就不斷地被粉碎直至達(dá)到一定的細(xì)度,最后經(jīng)篩網(wǎng)板被篩出破碎機(jī)外,破碎后的尺寸一般在
10~20mm;
[0069] 碳化爐4型號(hào)為QSH?F?1200T,包含有爐體401、燃燒室402、測(cè)溫孔403、集氣罩404、布?xì)饪?05、碳化室406和冷卻室407,其爐體401頭部設(shè)置有進(jìn)料口、清灰口和出煙口,尾部設(shè)置有出料口和煙氣出口,爐體401內(nèi)襯材質(zhì)由304不銹鋼材料制成;通過密封式螺旋輸送器送至炭化爐的進(jìn)料口;由減速電機(jī)驅(qū)動(dòng),可以正反轉(zhuǎn)和進(jìn)行轉(zhuǎn)速增減控制。整個(gè)轉(zhuǎn)爐爐體內(nèi)襯材質(zhì)以304為主,摒棄了傳統(tǒng)的內(nèi)襯
耐火磚;采用300~450℃加熱溫度,保溫30min~180min,以除去廢舊三元鋰電池破碎后碎料中存在的有機(jī)雜質(zhì),將粘結(jié)劑、隔膜以及電解液在低溫下進(jìn)行炭化處理,實(shí)現(xiàn)了無污化處理;
[0070] 二次破碎機(jī)5型號(hào)為XM?800,為揉搓破碎機(jī),二次破碎機(jī)5包含有二次破碎機(jī)進(jìn)料口501、刀齒502、中軸503、二次破碎機(jī)出料口504、三角帶505、二次破碎減速機(jī)506和二次破碎電機(jī)507;將碎料進(jìn)行摩擦、揉搓至1mm左右,不僅將物料破碎成更小的顆粒,同時(shí)還將銅鋁上的黑粉揉搓下來,提高黑粉回收率;[0071] 分選篩分機(jī)6型號(hào)為WF—1000,由提升機(jī)601、銅鋁出料口602、密封罩603、筒體604、篩下物出料口605、擋料板606、篩分出料口607和分選篩分機(jī)支架608組成;采用震動(dòng)分選+風(fēng)力分選組合的方式,經(jīng)過二級(jí)粉碎后的銅鋁尺寸基本統(tǒng)一,通過控制篩面的搖擺度、平度和傾斜度以及風(fēng)力的大小,將篩面上的銅鋁控制在一種鋪滿篩面且呈波浪狀沸騰的狀態(tài),可有效的將銅鋁進(jìn)行分離,得到混合有碳粉的鎳鈷錳鋰有機(jī)金屬的黑粉;
[0072] 還原爐7型號(hào)為GD?G1400,由爐門701、測(cè)溫孔702、爐殼703、耐火層704、保溫層705、硅碳棒706和調(diào)壓變壓器707組成;將廢舊三元鋰電池黑粉和焦炭按照10:1~5:1比例混合均勻;將混合還原劑的黑粉送入爐內(nèi)煅燒,煅燒溫度為650~800℃,保溫60~120min,進(jìn)行高溫還原,然后冷卻到低于40℃;
[0073] 水浸制漿釜8型號(hào)FYF?5000,由水浸制漿釜電機(jī)801、水浸制漿釜減速機(jī)802、固定機(jī)架803、水浸制漿釜機(jī)械密封804、水浸制漿釜上封頭805、水浸制漿釜支座806、內(nèi)盤管807、水浸制漿釜筒體808、水浸制漿釜夾套809、水浸制漿釜下封頭810、水浸制漿釜攪拌槳
811、水浸制漿釜釜低軸812和水浸制漿釜加熱管813組成;將高溫煅燒后的黑粉與水按照1:
5~1:8的比例加入到水浸制漿釜8中,加熱到40~60℃,攪拌60~120min,溶解黑粉中的可溶物料,通過出料泵將漿料送入一次壓濾機(jī)9中;
[0074] 一次壓濾機(jī)9型號(hào)為XMAY1500?UBK,采用密閉性好的廂式壓濾機(jī),由止推板總成901、一次壓濾機(jī)濾板902、一次壓濾機(jī)主梁903、一次壓濾機(jī)中間支撐件904、一次壓濾機(jī)壓緊板組成905、一次壓濾機(jī)油缸座總成906、一次壓濾機(jī)電控液壓系統(tǒng)907組成;將制得的漿料過濾液通過箱式壓濾機(jī)進(jìn)行過濾,得到含鋰溶液和含有碳粉的鎳鈷錳濾渣;
[0075] 碳化釜10型號(hào)為NM?LD?10,由碳化釜機(jī)械密封1001、氣體吸入口1002、碳化釜進(jìn)水口1003、碳化釜出水口1004、軸1005、傳熱板1006、中部攪拌器1007、氣源1008和底部攪拌器1009組成;將含鋰溶液通過管路和泵送入碳化釜中,通過與碳化釜內(nèi)的二氧化碳反應(yīng),制得碳酸氫鋰溶液,反應(yīng)90min~180min,反應(yīng)完成后將物料送入離子交換柱11中;
[0076] 離子交換柱11型號(hào)為L(zhǎng)Z?5,由進(jìn)水閥1101、進(jìn)水口1102、排氣閥1103、上排污口1104、上布水板1105、樹脂裝入口1106、樹脂排出口1107組成;通過離子交換柱11內(nèi)填充鈣鎂離子吸附樹脂,當(dāng)料液經(jīng)過離子交換柱11時(shí),料液中的鈣鎂離子就回被離子交換柱11內(nèi)的樹脂吸附,從而實(shí)現(xiàn)脫出物料中的鈣鎂等離子,物料經(jīng)過離子交換柱的流速為1L/min~
5L/min;
[0077] 熱解釜12型號(hào)為FYF?5000,為帶有加熱和攪拌功能的反應(yīng)釜,由熱解釜電機(jī)1201、熱解釜減速機(jī)1202、熱解釜機(jī)架1203、熱解釜機(jī)械密封1204、熱解釜上封頭1205、熱解釜支座1206、熱解釜內(nèi)盤管1207、熱解釜筒體1208、熱解釜夾套1209、熱解釜下封頭1210、熱解釜攪拌軸1211、熱解釜釜低軸1212和熱解釜加熱管1213組成;利用碳酸氫鋰受熱分解成碳酸鋰、水和二氧化碳,以及碳酸鋰的溶解度隨著溫度升高而降低的特點(diǎn),當(dāng)將熱解釜12內(nèi)液體問題加熱到90~18℃時(shí),碳酸鋰就會(huì)析出,溶液變得渾濁;[0078] 二次壓濾機(jī)13型號(hào)為XMAY1500?UBK,采用密封性好的廂式壓濾機(jī),由二次壓濾機(jī)止推板總成1301、二次壓濾機(jī)濾板1302、二次壓濾機(jī)主梁1303、二次壓濾機(jī)中間支撐件1304、二次壓濾機(jī)壓緊板總成1305、二次壓濾機(jī)油缸座總成1306和二次壓濾機(jī)電控液壓系統(tǒng)1307組成;將溫度在85~95℃的渾濁溶液進(jìn)行過濾,得到碳酸鋰固體和溶液,溶液經(jīng)過濃縮后回用;
[0079] 水洗釜14型號(hào)為NM?LD?15,由水洗釜電機(jī)1401、外磁鋼總成1402、隔離罩1403、內(nèi)磁鋼總成1404、安裝法蘭1405、水洗釜傳動(dòng)軸1406、聯(lián)軸器1407、水洗釜攪拌槳1408和水洗釜釜體1409組成;碳酸鋰固體冷卻到30℃,在水洗釜14內(nèi)用水洗滌,除去附著在碳酸鋰表面的鈉鉀等可溶性離子;[0080] 離心機(jī)15型號(hào)為PBG?100,采用平板式刮料離心機(jī),由刮刀油缸1501、離心機(jī)機(jī)蓋1502、離心機(jī)機(jī)殼1503、離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓1504、離心機(jī)軸承座1505、離心機(jī)電機(jī)1506、離心機(jī)機(jī)座
1507和離心機(jī)減震器1508組成;將水洗后的物料的含水率降低到30~40%,將離心后的干燥物料送入烘箱中,液體回用;
[0081] 干燥機(jī)16型號(hào)為ZPG?1200,由干燥機(jī)安全閥1601、干燥機(jī)進(jìn)料閥1602、干燥機(jī)壓力表1603、熱源進(jìn)料閥1604、冷卻液排出閥1605、干燥機(jī)出料閥1606、冷凝水排出口1607、控制箱1608、干燥機(jī)槳葉1609、干燥機(jī)主體1610和排氣孔1611組成;干燥機(jī)16為槳葉干燥機(jī),其空心軸上密集排列著楔型中空槳葉,熱介質(zhì)經(jīng)空心軸流經(jīng)槳葉。單位有效容積內(nèi)傳熱面積很大,通過間接傳導(dǎo)加熱,沒有攜帶空氣帶走熱量,熱量均用來加熱物料。楔型槳葉傳熱面具有自清潔功能。物料顆粒與楔型面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生洗刷作用,能夠洗刷掉楔型面上附著物料,使運(yùn)轉(zhuǎn)中一直保持著清潔的傳熱面,將三元前驅(qū)體產(chǎn)品干燥到含水率小于1%。[0082] 鹽溶液202為鹽水為5%~10%的氯化鈉溶液。[0083] 進(jìn)一步的,本裝置工作原理如下所示:[0084] 實(shí)施例1、[0085] (1)稱取10kg廢舊三元鋰電池放到Y(jié)BCJ?001拆解臺(tái)1上進(jìn)行人工拆解,去除廢舊三元鋰電池的封端蓋、外殼、導(dǎo)流排、電池包底座,得到電池芯;[0086] (2)將電池芯放入JZ?DIY500鹽池放電釜2中,被釜內(nèi)10%濃度的鹽酸浸泡60個(gè)小時(shí),取出后晾干,對(duì)電池電量進(jìn)行檢測(cè),電池電量0.12;[0087] (3)將電池芯放入XD?ED400一級(jí)破碎機(jī)3中進(jìn)行破碎,破碎后的電池碎片約14mm;[0088] (4)將破碎后的電池芯送入QSH?F?1200T碳化爐4中熱解,熱解溫度400℃,保溫90min,然后冷卻到50℃取出;
[0089] (5)將冷卻后的物料放入XM?800二級(jí)破碎機(jī)5進(jìn)行揉搓粉碎,粉碎后的物料接近1mm;
[0090] (6)將二級(jí)粉碎后的物料通過WF—1000分選篩分機(jī)6去除銅、鋁后,得到混合碳粉的
正極材料黑粉3.2kg,其中鋰含量為0.3kg;[0091] (7)稱取0.32kg焦炭,將黑粉和焦炭按照10:1的比例混合均勻;[0092] (8)將混合焦炭的黑粉送入GD?G1400還原爐7中高溫煅燒,650℃保溫60min,冷卻到室溫后取出;[0093] (9)將3.52kg黑粉加入FYF?5000水浸制漿釜8中,并與17.6kg純水(黑粉和水為1:6)混合后攪拌90min;
[0094] (10)通過XMAY1500?UBK一次壓濾機(jī)9過濾得到濾液18.1kg和濾渣3.02kg;[0095] (11)將濾液通入足量的二氧化碳YUTC?05碳化釜10中,反應(yīng)120min;[0096] (12)通過NM01輸送泵以1L/min的流速讓濾液流過LZ?5離子交換柱11,去除鈣鎂離子;[0097] (13)將反應(yīng)后的濾液加熱到95℃,攪拌60min;[0098] (14)將熱的濾液迅速通過XMAY1500?UBK壓濾機(jī)進(jìn)行過濾,得到濾液和濾渣;[0099] (15)再用5kg熱水在NM?LD?15水洗釜14內(nèi)沖洗濾渣;[0100] (16)將濾渣放入PBG?100離心機(jī)15中進(jìn)行脫水;[0101] (17)將脫水后的固體放入ZPG?1200槳葉干燥機(jī)內(nèi)進(jìn)行干燥,干燥后的含水率小于0.5%。最終得到電池級(jí)碳酸鋰1.53kg,換算成鋰約0.29kg,鋰的回收率為96.2%。
[0102] 實(shí)施例2、[0103] (1)稱取20kg廢舊三元鋰電池放到Y(jié)BCJ?001拆解臺(tái)1上進(jìn)行人工拆解,去除廢舊三元鋰電池的封端蓋、外殼、導(dǎo)流排、電池包底座,得到電池芯;[0104] (2)將電池芯放入JZ?DIY500鹽池放電釜2中,被釜內(nèi)6%濃度的鹽酸浸泡90個(gè)小時(shí),取出后晾干,對(duì)電池電量進(jìn)行檢測(cè),電池電量0.09;[0105] (3)將電池芯放入XD?ED400一級(jí)破碎機(jī)3中進(jìn)行破碎,破碎后的電池碎片約15mm;[0106] (4)將破碎后的電池芯送入QSH?F?1200T碳化爐4中熱解,熱解溫度350℃,保溫120min,然后冷卻到40℃取出;
[0107] (5)將冷卻后的物料放入XM?800二級(jí)破碎機(jī)5進(jìn)行揉搓粉碎,粉碎后的物料接近1mm;
[0108] (6)將二級(jí)粉碎后的物料通過DJFX?01銅鋁分選機(jī)去除銅、鋁后,得到混合碳粉的正極材料黑粉6.5kg,其中鋰含量為0.6kg;[0109] (7)稱取1.3kg焦炭,將黑粉和焦炭按照5:1的比例混合均勻;[0110] (8)將混合焦炭的黑粉送入ZWRJ?03還原爐7(馬弗爐)中高溫煅燒,700℃保溫45min,冷卻到30℃取出;
[0111] (9)將7.8kg黑粉加入FYF?5000水浸制漿釜8中,與39kg純水(黑粉和水為1:5)混合后攪拌120min;[0112] (10)通過YG?W01一次壓濾機(jī)9過濾得到濾液41.58kg和濾渣5.22kg;[0113] (11)將濾液通入足量的二氧化碳YUTC?05碳化釜10中,反應(yīng)120min;[0114] (12)通過NM01輸送泵以0.5L/min的流速讓濾液流過LZ?5離子交換柱,去除鈣鎂離子;[0115] (13)將反應(yīng)后的濾液加熱到98℃,攪拌40min;[0116] (14)將熱的濾液迅速通過YG?W01二次壓濾機(jī)13進(jìn)行過濾,得到濾液和濾渣;[0117] (15)再用6kg熱水在NM?LD?15水洗釜14內(nèi)沖洗濾渣;[0118] (16)將濾渣放入PBG?100離心機(jī)15中進(jìn)行脫水;[0119] (17)將脫水后的固體放入ZPG?1200槳葉干燥機(jī)內(nèi)進(jìn)行干燥,干燥后的含水率小于0.5%。最終得到電池級(jí)碳酸鋰3.10kg,換算成鋰約0.586kg,鋰的回收率為97.6%。
[0120] 最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本實(shí)用新型,盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
聲明:
“從廢舊三元鋰電池中高效回收鋰的系統(tǒng)” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)