權(quán)利要求書： 1.一種高效分離廢舊正極材料中鋰元素的裝置，其特征在于，包括鼓風(fēng)機(jī)、攪拌反應(yīng)釜、進(jìn)料泵、過濾機(jī)和蒸發(fā)器；所述攪拌反應(yīng)釜的進(jìn)液管與進(jìn)料泵連接，所述攪拌反應(yīng)釜釜底的出液管與過濾機(jī)的進(jìn)口連接，所述蒸發(fā)器與過濾機(jī)的濾液口連接；所述攪拌反應(yīng)釜釜底的進(jìn)氣口與鼓風(fēng)機(jī)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效分離廢舊正極材料中鋰元素的裝置，其特征在于，所述攪拌反應(yīng)釜上封頭固定連接有進(jìn)液管、氣壓檢測口和排空閥，所述攪拌反應(yīng)釜的筒體內(nèi)設(shè)置有熱交換板，所述熱交換板位于標(biāo)準(zhǔn)液位下方；所述攪拌反應(yīng)釜下封頭固定連接有進(jìn)氣口和出液管，所述出液管位于釜底封頭的中間位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效分離廢舊正極材料中鋰元素的裝置，其特征在于，所述攪拌反應(yīng)釜上封頭設(shè)置有攪拌機(jī)，攪拌機(jī)為反應(yīng)進(jìn)行提供必要動力，攪拌機(jī)為磁力驅(qū)動或帶機(jī)械密封的標(biāo)準(zhǔn)動力攪拌機(jī)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高效分離廢舊正極材料中鋰元素的裝置，其特征在于，所述攪拌反應(yīng)釜內(nèi)攪拌機(jī)連接的攪拌軸為空心軸，空心軸為CO2氣體循環(huán)提供循環(huán)通道，提高傳質(zhì)效率。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高效分離廢舊正極材料中鋰元素的裝置，其特征在于，所述空心軸的攪拌軸連接有氣體自吸式槳葉，所述自吸式槳葉為CO2氣體強制循環(huán)提供條件。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高效分離廢舊正極材料中鋰元素的裝置，其特征在于，所述攪拌軸的末端安裝有氣液預(yù)分散攪拌槳，所述攪拌槳為渦輪式攪拌槳。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效分離廢舊正極材料中鋰元素的裝置，其特征在于，所述蒸發(fā)器設(shè)置為一個或多個。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效分離廢舊正極材料中鋰元素的裝置，其特征在于，所述進(jìn)液管與進(jìn)料泵之間設(shè)置有閘閥和管路；所述出液管與過濾機(jī)之間設(shè)置有閘閥和管路；

所述攪拌反應(yīng)釜可通過進(jìn)料泵、管路設(shè)備串聯(lián)多個反應(yīng)裝置，以實現(xiàn)物料徹底反應(yīng)；所述進(jìn)料泵為徑向剖分式離心泵；所述鼓風(fēng)機(jī)為羅茨鼓風(fēng)機(jī)；所述過濾機(jī)為板框壓濾機(jī)。

說明書： 一種高效分離廢舊正極材料中鋰元素的裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實用新型涉及廢舊電池回收領(lǐng)域，具體涉及一種高效分離廢舊正極材料中鋰元素的裝置。背景技術(shù)[0002] 廢舊鋰離子電池中包含許多有價值的金屬，如鋰(Li)、鈷(Co)、鎳(Ni)、錳(Mn)、鐵(Fe)、銅(Cu)和鋁(Al)。目前全世界中Co開采量的50％應(yīng)用在二次電池中，絕大多數(shù)應(yīng)用在鋰離子電池上，而35％的Li主要應(yīng)用在鋰離子電池上。與礦產(chǎn)資源相比，廢舊鋰離子電池中所含有的金屬資源含量更高，若能高效回收廢舊鋰離子電池當(dāng)中的金屬元素，將會減少礦產(chǎn)資源的消耗，另一方面廢舊鋰離子電池在沒有適當(dāng)處理的情況下直接丟棄，內(nèi)部含有的金屬物質(zhì)會污染土壤和地下水，電池中的電解質(zhì)極易和水反應(yīng)釋放有毒物質(zhì)，影響環(huán)境并威脅人類的健康。高效回收廢舊鋰離子電池，不僅能夠避免其對自然環(huán)境的污染和人體健康的危害，而且還能夠使有價值的金屬資源得到重新利用，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。[0003] 廢舊鋰離子電池的回收再利用對于環(huán)境保護(hù)和國家資源安全，均有著極其重要的意義。我國鋰離子電池上游礦產(chǎn)資源相對匱乏，對外依存度較高，鋰、鎳、鈷的進(jìn)口依存度分別高達(dá)80％、80％及97％，而鋰離子電池回收過程中提取的鋰、鎳、鈷等有價金屬稀有資源，則可以進(jìn)行重復(fù)利用，高效再生鎳鈷錳三元材料，在保護(hù)環(huán)境的同時，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)價值和社會價值。實用新型內(nèi)容

[0004] 針對上述問題，本實用新型提供一種高效分離廢舊鋰離子電池正極材料中鋰元素的裝置，所述的高效分離廢舊鋰離子電池正極材料中鋰元素的裝置可以將鋰離子電池正極材料中鋰元素高效分離出來，收率高，得到的碳酸鋰純度高，且整個過程無其他污染物排放，綠色環(huán)保。[0005] 本實用新型的目的采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：[0006] 一種高效分離廢舊正極材料中鋰元素的裝置，包括鼓風(fēng)機(jī)、攪拌反應(yīng)釜、進(jìn)料泵、過濾機(jī)和蒸發(fā)器；所述攪拌反應(yīng)釜的進(jìn)液管與進(jìn)料泵連接，所述攪拌反應(yīng)釜釜底的出液管與過濾機(jī)的進(jìn)口連接，所述蒸發(fā)器與過濾機(jī)的濾液口連接；所述攪拌反應(yīng)釜釜底的進(jìn)氣口與鼓風(fēng)機(jī)連接。[0007] 優(yōu)選地，所述攪拌反應(yīng)釜上封頭固定連接有進(jìn)液管、氣壓檢測口和排空閥，所述攪拌反應(yīng)釜的筒體內(nèi)設(shè)置有熱交換板，所述熱交換板位于標(biāo)準(zhǔn)液位下方；所述攪拌反應(yīng)釜下封頭固定連接有進(jìn)氣口和出液管，所述出液管位于釜底封頭的中間位置。[0008] 優(yōu)選地，所述攪拌反應(yīng)釜上封頭設(shè)置有攪拌機(jī)，攪拌機(jī)為反應(yīng)進(jìn)行提供必要動力，攪拌機(jī)為磁力驅(qū)動或帶機(jī)械密封的標(biāo)準(zhǔn)動力攪拌機(jī)。[0009] 優(yōu)選地，所述攪拌反應(yīng)釜內(nèi)攪拌機(jī)連接的攪拌軸為空心軸，空心軸為CO2氣體循環(huán)提供循環(huán)通道，提高傳質(zhì)效率。[0010] 優(yōu)選地，所述空心軸的攪拌軸連接有氣體自吸式槳葉，所述自吸式槳葉為CO2氣體強制循環(huán)提供條件。[0011] 優(yōu)選地，所述攪拌軸的末端安裝有氣液預(yù)分散攪拌槳，所述攪拌槳為渦輪式攪拌槳，剪切力較大，用于分散效果比較好。[0012] 優(yōu)選地，所述蒸發(fā)器設(shè)置為一個或多個，配置的目的是為了利用強制循環(huán)蒸發(fā)，以抑制熱交換管中的沸騰；在蒸發(fā)器內(nèi)保持碳酸鋰晶體漿料的循環(huán)，該漿料控制在蒸發(fā)器中反應(yīng)濃縮過程中的碳酸鋰過飽和，并促進(jìn)碳酸鋰晶體在漿料內(nèi)而非傳熱表面。[0013] 優(yōu)選地，所述進(jìn)液管與進(jìn)料泵之間設(shè)置有閘閥和管路。[0014] 優(yōu)選地，所述出液管與過濾機(jī)之間設(shè)置有閘閥和管路。[0015] 優(yōu)選地，所述攪拌反應(yīng)釜可通過進(jìn)料泵、管路等設(shè)備串聯(lián)多個反應(yīng)裝置，以實現(xiàn)物料徹底反應(yīng)。[0016] 優(yōu)選地，所述進(jìn)料泵為徑向剖分式離心泵。[0017] 優(yōu)選地，所述鼓風(fēng)機(jī)為羅茨鼓風(fēng)機(jī)。[0018] 優(yōu)選地，所述過濾機(jī)為板框壓濾機(jī)。[0019] 優(yōu)選地，所述蒸發(fā)器為強制循環(huán)蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器出來的二氧化碳?xì)怏w可以循環(huán)利用。[0020] 本實用新型的有益效果為：[0021] (1)本實用新型采用廢舊鋰離子電池正極材料經(jīng)過碳熱還原，生成碳酸鋰和鎳、鈷、錳、鐵等金屬或金屬氧化物，難溶于水的碳酸鋰在水溶液中與二氧化碳發(fā)生反應(yīng)生成易溶于水的碳酸氫鋰，然后與不溶于水的鎳、鈷、錳、鐵等金屬或金屬氧化物分離?；厥者^程簡單，高效分離出高純度鋰元素，無污染物排放，同時傳質(zhì)效率高，實現(xiàn)高效閉環(huán)式綠色回收鋰元素。[0022] (2)本實用新型分離鋰元素后得到的金屬氧化物中鋰殘留少，為后續(xù)鎳、鈷、錳、鐵等金屬或金屬元素再生利用帶來便捷。附圖說明[0023] 利用附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本實用新型的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。[0024] 圖1是本實用新型一種高效分離廢舊鋰離子電池正極材料中鋰元素的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0025] 附圖標(biāo)記：鼓風(fēng)機(jī)1、攪拌反應(yīng)釜2、進(jìn)料泵3、過濾機(jī)4、蒸發(fā)器5、進(jìn)液管6、熱交換板7、進(jìn)氣口8、出液管9、攪拌機(jī)10、空心軸11、自吸式槳葉12和攪拌槳13。

具體實施方式[0026] 為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。[0027] 結(jié)合以下實施例對本實用新型作進(jìn)一步描述。[0028] 實施例[0029] 一種高效分離廢舊鋰離子電池正極材料中鋰元素的裝置，如圖1所示，包括鼓風(fēng)機(jī)1、攪拌反應(yīng)釜2、進(jìn)料泵3、過濾機(jī)4和蒸發(fā)器5；攪拌反應(yīng)釜2的進(jìn)液管與進(jìn)料泵3連接，攪拌反應(yīng)釜2釜底的出液管9與過濾機(jī)4的進(jìn)口連接，蒸發(fā)器5與過濾機(jī)4的濾液口連接；攪拌反應(yīng)釜2釜底的進(jìn)氣口8與鼓風(fēng)機(jī)1連接。

[0030] 攪拌反應(yīng)釜2上封頭固定連接有進(jìn)液管6、氣壓檢測口和排空閥，攪拌反應(yīng)釜2的筒體內(nèi)設(shè)置有熱交換板7，熱交換板7位于標(biāo)準(zhǔn)液位下方；攪拌反應(yīng)釜2下封頭固定連接有進(jìn)氣口8和出液管9，出液管9位于釜底封頭的中間位置。[0031] 攪拌反應(yīng)釜2上封頭設(shè)置有磁力驅(qū)動或帶機(jī)械密封的標(biāo)準(zhǔn)動力攪拌機(jī)10，攪拌機(jī)10以提供動力，為反應(yīng)進(jìn)行提供必要動力。

[0032] 攪拌反應(yīng)釜2內(nèi)攪拌機(jī)10連接的攪拌軸為空心軸11，空心軸11為CO2氣體循環(huán)提供循環(huán)通道，提高傳質(zhì)效率?？招妮S11的攪拌軸連接有氣體自吸式槳葉12，自吸式槳葉12為CO2氣體強制循環(huán)提供條件。攪拌軸的末端安裝有氣液預(yù)分散攪拌槳13，攪拌槳13為渦輪式攪拌槳13，剪切力較大，用于分散效果比較好。[0033] 蒸發(fā)器5設(shè)置為一個或多個，配置的目的是為了利用強制循環(huán)蒸發(fā)，以抑制熱交換管中的沸騰；在蒸發(fā)器5內(nèi)保持碳酸鋰晶體漿料的循環(huán)，該漿料控制在蒸發(fā)器5中反應(yīng)濃酸過程中的碳酸鋰過飽和，并促進(jìn)碳酸鋰晶體在漿料內(nèi)而非傳熱表面。[0034] 進(jìn)液管6與進(jìn)料泵3之間設(shè)置有閘閥和管路。出液管9與過濾機(jī)4之間設(shè)置有閘閥和管路。攪拌反應(yīng)釜2可通過進(jìn)料泵3、管路等設(shè)備串聯(lián)多個反應(yīng)裝置，以實現(xiàn)物料徹底反應(yīng)。進(jìn)料泵3為徑向剖分式離心泵。鼓風(fēng)機(jī)1為羅茨鼓風(fēng)機(jī)1。過濾機(jī)4為板框壓濾機(jī)。蒸發(fā)器5為強制循環(huán)蒸發(fā)器5，蒸發(fā)器5出來的二氧化碳?xì)怏w可以循環(huán)利用。

[0035] 具體的實施方式如下：[0036] 首先將廢舊鋰離子電池正極材料進(jìn)行碳熱還原處理，將碳熱處理所得混合物與水混合，機(jī)械攪拌后得到懸濁液，獲得的懸濁液經(jīng)過進(jìn)料泵3從進(jìn)液管6通入攪拌反應(yīng)釜2，到達(dá)一定標(biāo)準(zhǔn)液位，在動力攪拌機(jī)10、空心軸11、氣液預(yù)分散攪拌槳13聯(lián)合持續(xù)作用下，結(jié)合熱交換板7設(shè)置合適溫度下，與CO2氣體充分反應(yīng)一定時間后，在釜底出液管9放出；CO2氣體經(jīng)過鼓風(fēng)機(jī)1從攪拌反應(yīng)釜2底部進(jìn)氣口通入，繼續(xù)向上運動，經(jīng)過氣液預(yù)分散攪拌槳13與懸濁液充分接觸反應(yīng)，液位上的CO2氣體在氣體自吸式槳葉12作用下，通過空心軸11進(jìn)行控制循環(huán)；攪拌反應(yīng)釜2釜底流出的懸濁液經(jīng)過過濾機(jī)4進(jìn)行過濾、水洗，分離得到濾液和濾餅，濾餅為金屬或金屬氧化物混合物，所得濾液經(jīng)過蒸發(fā)器5蒸干后得到高純度的碳酸鋰。[0037] 最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對本實用新型保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。