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从废旧三元锂电池中高效回收锂的系统

1068   编辑:中冶有色技术网   来源:上海耐默光电技术有限公司  
2023-12-01 13:56:17
权利要求书: 1.一种从废旧三元锂电池中高效回收锂的系统,其特征在于,包括拆解台(1);盐池放电釜(2);一次破碎机(3);碳化炉(4);二次破碎机(5);分选筛分机(6);还原炉(7);水浸制浆釜(8);一次压滤机(9);碳化釜(10);离子交换柱(11);热解釜(12);二次压滤机(13)、水洗釜(14);离心机(15)和干燥机(16);

所述拆解台(1)型号为YBCJ?001,包含有拆解工具区(101)、人工拆解区(102),拆解工具区(101)和人工拆解区(102)均配备有回收废旧三元锂电池的配套的电动拆解工具;

所述盐池放电釜(2)型号为JZ?DIY500,由耐腐蚀的PPH材质制成,所述盐池放电釜(2)包含有壳体(201)、盐溶液(202)、电池提升釜(203)、电池提升机(204)和提升梁(205);

所述一次破碎机(3)型号为XD?ED400,为刀、锤结合式破碎机,由辊衬(301)、辊子(302)、芯轴(303)、鳄板(304)、衬板(305)、拉杆(306)和弹簧(307)组成;

所述碳化炉(4)型号为QSH?F?1200T,包含有炉体(401)、燃烧室(402)、测温孔(403)、集气罩(404)、布气孔(405)、碳化室(406)和冷却室(407),其炉体(401)头部设置有进料口、清灰口和出烟口,尾部设置有出料口和烟气出口,所述炉体(401)内衬材质由304不锈钢材料制成;

所述二次破碎机(5)型号为XM?800,为揉搓破碎机,所述二次破碎机(5)包含有二次破碎机进料口(501)、刀齿(502)、中轴(503)、二次破碎机出料口(504)、三角带(505)、二次破碎减速机(506)和二次破碎电机(507);

所述分选筛分机(6)型号为WF—1000,由提升机(601)、铜铝出料口(602)、密封罩(603)、筒体(604)、筛下物出料口(605)、挡料板(606)、筛分出料口(607)和分选筛分机支架(608)组成;

所述还原炉(7)型号为GD?G1400,由炉门(701)、测温孔(702)、炉壳(703)、耐火层(704)、保温层(705)、硅碳棒(706)和调压变压器(707)组成;

所述水浸制浆釜(8)型号FYF?5000,由水浸制浆釜电机(801)、水浸制浆釜减速机(802)、固定机架(803)、水浸制浆釜机械密封(804)、水浸制浆釜上封头(805)、水浸制浆釜支座(806)、内盘管(807)、水浸制浆釜筒体(808)、水浸制浆釜夹套(809)、水浸制浆釜下封头(810)、水浸制浆釜搅拌桨(811)、水浸制浆釜釜低轴(812)和水浸制浆釜加热管(813)组成;

所述一次压滤机(9)型号为XMAY1500?UBK,采用密闭性好的厢式压滤机,由止推板总成(901)、一次压滤机滤板(902)、一次压滤机主梁(903)、一次压滤机中间支撑件(904)、一次压滤机压紧板组成(905)、一次压滤机油缸座总成(906)、一次压滤机电控液压系统(907)组成;

所述碳化釜(10)型号为NM?LD?10,由碳化釜机械密封(1001)、气体吸入口(1002)、碳化釜进水口(1003)、碳化釜出水口(1004)、轴(1005)、传热板(1006)、中部搅拌器(1007)、气源(1008)和底部搅拌器(1009)组成;

所述离子交换柱(11)型号为LZ?5,由进水阀(1101)、进水口(1102)、排气阀(1103)、上排污口(1104)、上布水板(1105)、树脂装入口(1106)、树脂排出口(1107)组成;

所述热解釜(12)型号为FYF?5000,为带有加热和搅拌功能的反应釜,由热解釜电机(1201)、热解釜减速机(1202)、热解釜机架(1203)、热解釜机械密封(1204)、热解釜上封头(1205)、热解釜支座(1206)、热解釜内盘管(1207)、热解釜筒体(1208)、热解釜夹套(1209)、热解釜下封头(1210)、热解釜搅拌轴(1211)、热解釜釜低轴(1212)和热解釜加热管(1213)组成;

所述二次压滤机(13)型号为XMAY1500?UBK,采用密封性好的厢式压滤机,由二次压滤机止推板总成(1301)、二次压滤机滤板(1302)、二次压滤机主梁(1303)、二次压滤机中间支撑件(1304)、二次压滤机压紧板总成(1305)、二次压滤机油缸座总成(1306)和二次压滤机电控液压系统(1307)组成;

所述水洗釜(14)型号为NM?LD?15,由水洗釜电机(1401)、外磁钢总成(1402)、隔离罩(1403)、内磁钢总成(1404)、安装法兰(1405)、水洗釜传动轴(1406)、联轴器(1407)、水洗釜搅拌桨(1408)和水洗釜釜体(1409)组成;

所述离心机(15)型号为PBG?100,采用平板式刮料离心机,由刮刀油缸(1501)、离心机机盖(1502)、离心机机壳(1503)、离心机转鼓(1504)、离心机轴承座(1505)、离心机电机(1506)、离心机机座(1507)和离心机减震器(1508)组成;

所述干燥机(16)型号为ZPG?1200,由干燥机安全阀(1601)、干燥机进料阀(1602)、干燥机压力表(1603)、热源进料阀(1604)、冷却液排出阀(1605)、干燥机出料阀(1606)、冷凝水排出口(1607)、控制箱(1608)、干燥机桨叶(1609)、干燥机主体(1610)和排气孔(1611)组成。

说明书: 一种从废旧三元锂电池中高效回收锂的系统技术领域[0001] 本实用新型涉及废旧三元锂电池回收领域,特别涉及一种从废旧三元锂电池中高效回收锂的系统。背景技术[0002] 锂离子电池经过多次循环充放电后,电池内部结构会发生不可逆的改变,进而堵塞锂离子扩散的通道,最终造成锂离子电池的失活报废,所以锂离子电池的平均寿命只有1~3年。近几年随着新能源汽车行业的飞速发展,锂电池需求量和产量也迅速增加,几年后会井喷式产生大量的退役锂电池。据预测,到2030年全球废旧锂离子电池的处置量将超过1100万吨,产值将达到237.2亿美元。

[0003] 现阶段废旧锂离子电池回收还没有统一的行业标准,回收过程存在难度大,回收成本高等诸多问题。目前国内外对废旧锂电池中锂的回收利用方法主要为将废旧三元电池放电、拆解、破碎得到粉料,然后将粉料用酸浸得到金属离子溶液,在通过不同萃取剂回收镍、钴、锰等有价金属,而金属锂在流程末端以粗碳酸锂的形式回收,由于湿法回收流程长,锂在经过酸浸、萃取、浓缩蒸发等过程中均有损失,导致锂的回收率只有80%左右,收率偏低等问题;电池级碳酸锂的价格从2020年初的8万/吨增长到2022年9月的50万/吨,因此提高废旧三元锂电池中锂的回收率对于提高电池回收企业效益起到至关重要的作用。实用新型内容

[0004] 本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种从废旧三元锂电池中高效回收锂的系统。[0005] 本实用新型提供了如下的技术方案:[0006] 本实用新型提供一种从废旧三元锂电池中高效回收锂的系统,包括拆解台;盐池放电釜;一次破碎机;碳化炉;二次破碎机;分选筛分机;还原炉;水浸制浆釜;一次压滤机;碳化釜;离子交换柱;热解釜;二次压滤机、水洗釜;离心机和干燥机;

[0007] 所述拆解台型号为YBCJ?001,包含有拆解工具区、人工拆解区,拆解工具区和人工拆解区均配备有回收废旧三元锂电池的配套的电动拆解工具;[0008] 所述盐池放电釜型号为JZ?DIY500,由耐腐蚀的PPH材质制成,所述盐池放电釜包含有壳体、盐溶液、电池提升釜、电池提升机和提升梁;[0009] 所述一次破碎机型号为XD?ED400,为刀、锤结合式破碎机,由辊衬、辊子、芯轴、鳄板、衬板、拉杆和弹簧组成;[0010] 所述碳化炉型号为QSH?F?1200T,包含有炉体、燃烧室、测温孔、集气罩、布气孔、碳化室和冷却室,其炉体头部设置有进料口、清灰口和出烟口,尾部设置有出料口和烟气出口,所述炉体内衬材质由不锈钢材料制成;[0011] 所述二次破碎机型号为XM?800,为揉搓破碎机,所述二次破碎机包含有二次破碎机进料口、刀齿、中轴、二次破碎机出料口、三角带、二次破碎减速机和二次破碎电机;[0012] 所述分选筛分机型号为WF—1000,由提升机、铜铝出料口、密封罩、筒体、筛下物出料口、挡料板、筛分出料口和分选筛分机支架组成;[0013] 所述还原炉型号为GD?G1400,由炉门、测温孔、炉壳、耐火层、保温层、硅碳棒和调压变压器组成;[0014] 所述水浸制浆釜型号FYF?5000,由水浸制浆釜电机、水浸制浆釜减速机、固定机架、水浸制浆釜机械密封、水浸制浆釜上封头、水浸制浆釜支座、内盘管、水浸制浆釜筒体、水浸制浆釜夹套、水浸制浆釜下封头、水浸制浆釜搅拌桨、水浸制浆釜釜低轴和水浸制浆釜加热管组成;[0015] 所述一次压滤机型号为XMAY1500?UBK,采用密闭性好的厢式压滤机,由止推板总成、一次压滤机滤板、一次压滤机主梁、一次压滤机中间支撑件、一次压滤机压紧板组成、一次压滤机油缸座总成、一次压滤机电控液压系统组成;[0016] 所述碳化釜型号为NM?LD?10,由碳化釜机械密封、气体吸入口、碳化釜进水口、碳化釜出水口、轴、传热板、中部搅拌器、气源和底部搅拌器组成;[0017] 所述离子交换柱型号为LZ?5,由进水阀、进水口、排气阀、上排污口、上布水板、树脂装入口、树脂排出口组成;[0018] 所述热解釜型号为FYF?5000,为带有加热和搅拌功能的反应釜,由热解釜电机、热解釜减速机、热解釜机架、热解釜机械密封、热解釜上封头、热解釜支座、热解釜内盘管、热解釜筒体、热解釜夹套、热解釜下封头、热解釜搅拌轴、热解釜釜低轴和热解釜加热管组成;[0019] 所述二次压滤机型号为XMAY1500?UBK,采用密封性好的厢式压滤机,由二次压滤机止推板总成、二次压滤机滤板、二次压滤机主梁、二次压滤机中间支撑件、二次压滤机压紧板总成、二次压滤机油缸座总成和二次压滤机电控液压系统组成;[0020] 所述水洗釜型号为NM?LD?15,由水洗釜电机、外磁钢总成、隔离罩、内磁钢总成、安装法兰、水洗釜传动轴、联轴器、水洗釜搅拌桨和水洗釜釜体组成;[0021] 所述离心机型号为PBG?100,采用平板式刮料离心机,由刮刀油缸、离心机机盖、离心机机壳、离心机转鼓、离心机轴承座、离心机电机、离心机机座和离心机减震器组成;[0022] 所述干燥机型号为ZPG?1200,由干燥机安全阀、干燥机进料阀、干燥机压力表、热源进料阀、冷却液排出阀、干燥机出料阀、冷凝水排出口、控制箱、干燥机桨叶、干燥机主体和排气孔组成。[0023] 与现有技术相比,本实用新型的有益效果如下:[0024] 1、通过对废旧三元锂电池进行低温碳化去除塑料隔膜和电解液,多级破碎得到1mm左右的黑粉、提高了废旧三元锂电池中镍钴锰锂有价金属的回收率;

[0025] 2、与现有工艺相比,在酸浸、萃取工艺之前通过添加还原剂高温煅烧、水浸将锂先提取出来,缩短了回收锂的流程,减少了长流程末端才提锂造成的锂损失,提高了废旧三元锂电池中锂的回收率;[0026] 3、通过碳化、热解、离子交换、水洗等步骤,将制得的粗碳酸锂提纯得到了电池级碳酸锂,提高了产品的附加值;[0027] 4、通过选择性地从废旧电池中优先提锂,缩短了流程,减少了酸浸、萃取、浓缩等工段锂的损失,提高了废旧三元锂电池中锂的回收率和纯度,同时减少了酸浸、萃取等工段的处理量,降低了运行和设备成本,适用于大规模工业化生产。附图说明[0028] 附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。在附图中:[0029] 图1是拆解台的结构示意图;[0030] 图2是盐池放电釜的结构示意图;[0031] 图3是一次破碎机的结构示意图;[0032] 图4是碳化炉的结构示意图;[0033] 图5是二次破碎机的结构示意图;[0034] 图6是分选筛分机的结构示意图;[0035] 图7是还原炉的结构示意图;[0036] 图8是水浸制浆釜的结构示意图;[0037] 图9是一次压滤机的结构示意图;[0038] 图10是碳化釜的结构示意图;[0039] 图11是离子交换柱的结构示意图;[0040] 图12是热解釜的结构示意图;[0041] 图13是二次压滤机的结构示意图;[0042] 图14是水洗釜的结构示意图;[0043] 图15是离心机的结构示意图;[0044] 图16是干燥机的结构示意图;[0045] 图17是本实用新型的操作流程示意图;[0046] 图中:1、拆解台;101、拆解工具区;102、人工拆解区;[0047] 2、盐池放电釜;201、壳体;202、盐溶液;203、电池提升釜;204、电池提升机;205、提升梁;[0048] 3、一次破碎机;301、辊衬;302、辊子;303、芯轴;304、鳄板;305、衬板;306、拉杆;307、弹簧;

[0049] 4、碳化炉;401、炉体;402、燃烧室;403、测温孔;404、集气罩;405、布气孔;406、碳化室;407、冷却室;[0050] 5、二次破碎机;501、二次破碎机进料口;502、刀齿;503、中轴;504、二次破碎机出料口;505、三角带;506、二次破碎减速机;507、二次破碎电机;[0051] 6、分选筛分机;601、提升机;602、铜铝出料口;603、密封罩;604、筒体;605、筛下物出料口;606、挡料板;607、筛分出料口;608、分选筛分机支架;[0052] 7、还原炉;701、炉门;702、测温孔;703、炉壳;704、耐火层;705、保温层;706、硅碳棒;707、调压变压器;[0053] 8、水浸制浆釜;801、水浸制浆釜电机;802、水浸制浆釜减速机;803、固定机架;804、水浸制浆釜机械密封;805、水浸制浆釜上封头;806、水浸制浆釜支座;807、内盘管;

808、水浸制浆釜筒体;809、水浸制浆釜夹套;811、水浸制浆釜搅拌桨;812、水浸制浆釜釜低轴;813、水浸制浆釜加热管;

[0054] 9、一次压滤机;901、止推板总成;902、一次压滤机滤板;903、一次压滤机主梁;904、一次压滤机中间支撑件;905、一次压滤机压紧板组成;906、一次压滤机油缸座总成;

907、一次压滤机电控液压系统;

[0055] 10、碳化釜;1001、碳化釜机械密封;1002、气体吸入口;1003、碳化釜进水口;1004、碳化釜出水口;1005、轴;1006、传热板;1007、中部搅拌器;1008、气源;1009、底部搅拌器;[0056] 11、离子交换柱;1101、进水阀;1102、进水口;1103、排气阀;1104、上排污口;1105、上布水板;1106、树脂装入口;1107、树脂排出口;[0057] 12、热解釜;1201、热解釜电机;1202、热解釜减速机;1203、热解釜机架;1204、热解釜机械密封;1205、热解釜上封头;1206、热解釜支座;1207、热解釜内盘管;1208、热解釜筒体;1209、热解釜夹套;1210、热解釜下封头;1211、热解釜搅拌轴;1212、热解釜釜低轴;1213、热解釜加热管;

[0058] 13、二次压滤机;1301、二次压滤机止推板总成;1302、二次压滤机滤板;1303、二次压滤机主梁;1304、二次压滤机中间支撑件;1305、二次压滤机压紧板总成;1306、二次压滤机油缸座总成;1307、二次压滤机电控液压系统;[0059] 14、水洗釜;1401、水洗釜电机;1402、外磁钢总成;1403、隔离罩;1404、内磁钢总成;1405、安装法兰;1406、水洗釜传动轴;1407、联轴器;1408、水洗釜搅拌桨;1409、水洗釜釜体;[0060] 15、离心机;1501、刮刀油缸;1502、离心机机盖;1503、离心机机壳;1504、离心机转鼓;1505、离心机轴承座;1506、离心机电机;1507、离心机机座;1508、离心机减震器;[0061] 16、干燥机;1601、干燥机安全阀;1602、干燥机进料阀;1603、干燥机压力表;1604、热源进料阀;1605、冷却液排出阀;1606、干燥机出料阀;1607、冷凝水排出口;1608、控制箱;1609、干燥机桨叶;1610、干燥机主体;1611、排气孔。

具体实施方式[0062] 以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。[0063] 此外,如果已知技术的详细描述对于示出本实用新型的特征是不必要的,则将其省略。需要说明的是,下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向,词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。[0064] 实施例1[0065] 如图1?17,本实用新型提供一种从废旧三元锂电池中高效回收锂的系统,包括拆解台1;盐池放电釜2;一次破碎机3;碳化炉4;二次破碎机5;分选筛分机6;还原炉7;水浸制浆釜8;一次压滤机9;碳化釜10;离子交换柱11;热解釜12;二次压滤机13、水洗釜14;离心机15和干燥机16;

[0066] 拆解台1型号为YBCJ?001,包含有拆解工具区101、人工拆解区102,拆解工具区101和人工拆解区102均配备有回收废旧三元锂电池的配套的电动拆解工具;由人工将废旧三元锂电池在拆解区内利用电动拆解工具进行拆解,去除废旧三元锂电池的封端盖、外壳、导流排、电池包底座,得到电池芯;[0067] 盐池放电釜2型号为JZ?DIY500,由耐腐蚀的PPH材质制成,盐池放电釜2包含有壳体201、盐溶液202、电池提升釜203、电池提升机204和提升梁205;将电池芯放入盐池中浸泡48~96h,确保电池芯的电量降低到1.5以下,完成放电后的电池从盐池放电釜2中取出,在盐池放电釜2的上方悬空晾干24~48h,确保电池芯表面水分降低到5%;

[0068] 一次破碎机3型号为XD?ED400,为刀、锤结合式破碎机,由辊衬301、辊子302、芯轴303、鳄板304、衬板305、拉杆306和弹簧307组成;由高速旋转的刀片与固定齿圈的相对运动对物料进行粉碎(含剪切、碰撞、摩擦等)的机器。破碎的物料受自身重力或外力作用,由进料口进入破碎机后,经高速旋转的离心盘的作用,沿径向分布并获得离心动力,离开圆盘后又高速飞向齿圈板,这样物料与齿圈板、物料与物料之间不断地相互碰撞及摩擦,物料也就不断地被粉碎直至达到一定的细度,最后经筛网板被筛出破碎机外,破碎后的尺寸一般在

10~20mm;

[0069] 碳化炉4型号为QSH?F?1200T,包含有炉体401、燃烧室402、测温孔403、集气罩404、布气孔405、碳化室406和冷却室407,其炉体401头部设置有进料口、清灰口和出烟口,尾部设置有出料口和烟气出口,炉体401内衬材质由304不锈钢材料制成;通过密封式螺旋输送器送至炭化炉的进料口;由减速电机驱动,可以正反转和进行转速增减控制。整个转炉炉体内衬材质以304为主,摒弃了传统的内衬耐火砖;采用300~450℃加热温度,保温30min~180min,以除去废旧三元锂电池破碎后碎料中存在的有机杂质,将粘结剂、隔膜以及电解液在低温下进行炭化处理,实现了无污化处理;

[0070] 二次破碎机5型号为XM?800,为揉搓破碎机,二次破碎机5包含有二次破碎机进料口501、刀齿502、中轴503、二次破碎机出料口504、三角带505、二次破碎减速机506和二次破碎电机507;将碎料进行摩擦、揉搓至1mm左右,不仅将物料破碎成更小的颗粒,同时还将铜铝上的黑粉揉搓下来,提高黑粉回收率;[0071] 分选筛分机6型号为WF—1000,由提升机601、铜铝出料口602、密封罩603、筒体604、筛下物出料口605、挡料板606、筛分出料口607和分选筛分机支架608组成;采用震动分选+风力分选组合的方式,经过二级粉碎后的铜铝尺寸基本统一,通过控制筛面的摇摆度、平度和倾斜度以及风力的大小,将筛面上的铜铝控制在一种铺满筛面且呈波浪状沸腾的状态,可有效的将铜铝进行分离,得到混合有碳粉的镍钴锰锂有机金属的黑粉;

[0072] 还原炉7型号为GD?G1400,由炉门701、测温孔702、炉壳703、耐火层704、保温层705、硅碳棒706和调压变压器707组成;将废旧三元锂电池黑粉和焦炭按照10:1~5:1比例混合均匀;将混合还原剂的黑粉送入炉内煅烧,煅烧温度为650~800℃,保温60~120min,进行高温还原,然后冷却到低于40℃;

[0073] 水浸制浆釜8型号FYF?5000,由水浸制浆釜电机801、水浸制浆釜减速机802、固定机架803、水浸制浆釜机械密封804、水浸制浆釜上封头805、水浸制浆釜支座806、内盘管807、水浸制浆釜筒体808、水浸制浆釜夹套809、水浸制浆釜下封头810、水浸制浆釜搅拌桨

811、水浸制浆釜釜低轴812和水浸制浆釜加热管813组成;将高温煅烧后的黑粉与水按照1:

5~1:8的比例加入到水浸制浆釜8中,加热到40~60℃,搅拌60~120min,溶解黑粉中的可溶物料,通过出料泵将浆料送入一次压滤机9中;

[0074] 一次压滤机9型号为XMAY1500?UBK,采用密闭性好的厢式压滤机,由止推板总成901、一次压滤机滤板902、一次压滤机主梁903、一次压滤机中间支撑件904、一次压滤机压紧板组成905、一次压滤机油缸座总成906、一次压滤机电控液压系统907组成;将制得的浆料过滤液通过箱式压滤机进行过滤,得到含锂溶液和含有碳粉的镍钴锰滤渣;

[0075] 碳化釜10型号为NM?LD?10,由碳化釜机械密封1001、气体吸入口1002、碳化釜进水口1003、碳化釜出水口1004、轴1005、传热板1006、中部搅拌器1007、气源1008和底部搅拌器1009组成;将含锂溶液通过管路和泵送入碳化釜中,通过与碳化釜内的二氧化碳反应,制得碳酸氢锂溶液,反应90min~180min,反应完成后将物料送入离子交换柱11中;

[0076] 离子交换柱11型号为LZ?5,由进水阀1101、进水口1102、排气阀1103、上排污口1104、上布水板1105、树脂装入口1106、树脂排出口1107组成;通过离子交换柱11内填充钙镁离子吸附树脂,当料液经过离子交换柱11时,料液中的钙镁离子就回被离子交换柱11内的树脂吸附,从而实现脱出物料中的钙镁等离子,物料经过离子交换柱的流速为1L/min~

5L/min;

[0077] 热解釜12型号为FYF?5000,为带有加热和搅拌功能的反应釜,由热解釜电机1201、热解釜减速机1202、热解釜机架1203、热解釜机械密封1204、热解釜上封头1205、热解釜支座1206、热解釜内盘管1207、热解釜筒体1208、热解釜夹套1209、热解釜下封头1210、热解釜搅拌轴1211、热解釜釜低轴1212和热解釜加热管1213组成;利用碳酸氢锂受热分解成碳酸锂、水和二氧化碳,以及碳酸锂的溶解度随着温度升高而降低的特点,当将热解釜12内液体问题加热到90~18℃时,碳酸锂就会析出,溶液变得浑浊;[0078] 二次压滤机13型号为XMAY1500?UBK,采用密封性好的厢式压滤机,由二次压滤机止推板总成1301、二次压滤机滤板1302、二次压滤机主梁1303、二次压滤机中间支撑件1304、二次压滤机压紧板总成1305、二次压滤机油缸座总成1306和二次压滤机电控液压系统1307组成;将温度在85~95℃的浑浊溶液进行过滤,得到碳酸锂固体和溶液,溶液经过浓缩后回用;

[0079] 水洗釜14型号为NM?LD?15,由水洗釜电机1401、外磁钢总成1402、隔离罩1403、内磁钢总成1404、安装法兰1405、水洗釜传动轴1406、联轴器1407、水洗釜搅拌桨1408和水洗釜釜体1409组成;碳酸锂固体冷却到30℃,在水洗釜14内用水洗涤,除去附着在碳酸锂表面的钠钾等可溶性离子;[0080] 离心机15型号为PBG?100,采用平板式刮料离心机,由刮刀油缸1501、离心机机盖1502、离心机机壳1503、离心机转鼓1504、离心机轴承座1505、离心机电机1506、离心机机座

1507和离心机减震器1508组成;将水洗后的物料的含水率降低到30~40%,将离心后的干燥物料送入烘箱中,液体回用;

[0081] 干燥机16型号为ZPG?1200,由干燥机安全阀1601、干燥机进料阀1602、干燥机压力表1603、热源进料阀1604、冷却液排出阀1605、干燥机出料阀1606、冷凝水排出口1607、控制箱1608、干燥机桨叶1609、干燥机主体1610和排气孔1611组成;干燥机16为桨叶干燥机,其空心轴上密集排列着楔型中空桨叶,热介质经空心轴流经桨叶。单位有效容积内传热面积很大,通过间接传导加热,没有携带空气带走热量,热量均用来加热物料。楔型桨叶传热面具有自清洁功能。物料颗粒与楔型面的相对运动产生洗刷作用,能够洗刷掉楔型面上附着物料,使运转中一直保持着清洁的传热面,将三元前驱体产品干燥到含水率小于1%。[0082] 盐溶液202为盐水为5%~10%的氯化钠溶液。[0083] 进一步的,本装置工作原理如下所示:[0084] 实施例1、[0085] (1)称取10kg废旧三元锂电池放到YBCJ?001拆解台1上进行人工拆解,去除废旧三元锂电池的封端盖、外壳、导流排、电池包底座,得到电池芯;[0086] (2)将电池芯放入JZ?DIY500盐池放电釜2中,被釜内10%浓度的盐酸浸泡60个小时,取出后晾干,对电池电量进行检测,电池电量0.12;[0087] (3)将电池芯放入XD?ED400一级破碎机3中进行破碎,破碎后的电池碎片约14mm;[0088] (4)将破碎后的电池芯送入QSH?F?1200T碳化炉4中热解,热解温度400℃,保温90min,然后冷却到50℃取出;

[0089] (5)将冷却后的物料放入XM?800二级破碎机5进行揉搓粉碎,粉碎后的物料接近1mm;

[0090] (6)将二级粉碎后的物料通过WF—1000分选筛分机6去除铜、铝后,得到混合碳粉的正极材料黑粉3.2kg,其中锂含量为0.3kg;[0091] (7)称取0.32kg焦炭,将黑粉和焦炭按照10:1的比例混合均匀;[0092] (8)将混合焦炭的黑粉送入GD?G1400还原炉7中高温煅烧,650℃保温60min,冷却到室温后取出;[0093] (9)将3.52kg黑粉加入FYF?5000水浸制浆釜8中,并与17.6kg纯水(黑粉和水为1:6)混合后搅拌90min;

[0094] (10)通过XMAY1500?UBK一次压滤机9过滤得到滤液18.1kg和滤渣3.02kg;[0095] (11)将滤液通入足量的二氧化碳YUTC?05碳化釜10中,反应120min;[0096] (12)通过NM01输送泵以1L/min的流速让滤液流过LZ?5离子交换柱11,去除钙镁离子;[0097] (13)将反应后的滤液加热到95℃,搅拌60min;[0098] (14)将热的滤液迅速通过XMAY1500?UBK压滤机进行过滤,得到滤液和滤渣;[0099] (15)再用5kg热水在NM?LD?15水洗釜14内冲洗滤渣;[0100] (16)将滤渣放入PBG?100离心机15中进行脱水;[0101] (17)将脱水后的固体放入ZPG?1200桨叶干燥机内进行干燥,干燥后的含水率小于0.5%。最终得到电池级碳酸锂1.53kg,换算成锂约0.29kg,锂的回收率为96.2%。

[0102] 实施例2、[0103] (1)称取20kg废旧三元锂电池放到YBCJ?001拆解台1上进行人工拆解,去除废旧三元锂电池的封端盖、外壳、导流排、电池包底座,得到电池芯;[0104] (2)将电池芯放入JZ?DIY500盐池放电釜2中,被釜内6%浓度的盐酸浸泡90个小时,取出后晾干,对电池电量进行检测,电池电量0.09;[0105] (3)将电池芯放入XD?ED400一级破碎机3中进行破碎,破碎后的电池碎片约15mm;[0106] (4)将破碎后的电池芯送入QSH?F?1200T碳化炉4中热解,热解温度350℃,保温120min,然后冷却到40℃取出;

[0107] (5)将冷却后的物料放入XM?800二级破碎机5进行揉搓粉碎,粉碎后的物料接近1mm;

[0108] (6)将二级粉碎后的物料通过DJFX?01铜铝分选机去除铜、铝后,得到混合碳粉的正极材料黑粉6.5kg,其中锂含量为0.6kg;[0109] (7)称取1.3kg焦炭,将黑粉和焦炭按照5:1的比例混合均匀;[0110] (8)将混合焦炭的黑粉送入ZWRJ?03还原炉7(马弗炉)中高温煅烧,700℃保温45min,冷却到30℃取出;

[0111] (9)将7.8kg黑粉加入FYF?5000水浸制浆釜8中,与39kg纯水(黑粉和水为1:5)混合后搅拌120min;[0112] (10)通过YG?W01一次压滤机9过滤得到滤液41.58kg和滤渣5.22kg;[0113] (11)将滤液通入足量的二氧化碳YUTC?05碳化釜10中,反应120min;[0114] (12)通过NM01输送泵以0.5L/min的流速让滤液流过LZ?5离子交换柱,去除钙镁离子;[0115] (13)将反应后的滤液加热到98℃,搅拌40min;[0116] (14)将热的滤液迅速通过YG?W01二次压滤机13进行过滤,得到滤液和滤渣;[0117] (15)再用6kg热水在NM?LD?15水洗釜14内冲洗滤渣;[0118] (16)将滤渣放入PBG?100离心机15中进行脱水;[0119] (17)将脱水后的固体放入ZPG?1200桨叶干燥机内进行干燥,干燥后的含水率小于0.5%。最终得到电池级碳酸锂3.10kg,换算成锂约0.586kg,锂的回收率为97.6%。

[0120] 最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。



声明:
“从废旧三元锂电池中高效回收锂的系统” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
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