CN109985714A - 一种用于筛选废旧电池中黑粉和铜铝的装置及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于筛选废旧电池中黑粉和铜铝的装置及其工艺，属于废旧电池再利用技术领域；该装置包括初级破碎设备、第一分选机、烘干设备、除铁设备、第一振动筛分机、次级破碎机、第二振动筛分机、第二分选机、第三分选机、第三振动筛分机、脱粉机和尾气处理设备。本发明装置配合工艺能提高电池材料中黑粉和铜铝的回收率、安全性，并降低环境污染。
Description
技术领域
本发明属于废旧电池再利用技术领域，尤其涉及一种用于筛选废旧电池中黑粉和铜铝的装置及其工艺。
背景技术
动力电池是指具有较大电能容量和输出功率，可配置电动自行车、电动汽车、电动设备及工具驱动电源的电池。随着新能源电动汽车的蓬勃发展，动力电池市场呈现出高速增长的态势；与此同时，动力电池报废量日益增多，报废动力电池的回收利用成为影响到动力电池产业发展的一个重要因素。
国内动力电池回收行业还处于起步摸索阶段，动力电池的自动化拆解程度低，主要依靠人工进行拆解。目前的废旧电池回收还存在以下不足：1)电池材料中黑粉和铜铝回收的效率低，2)易发生事故，3)排出的废气污染环境。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种用于筛选废旧电池中黑粉和铜铝的装置及其工艺，该装置配合工艺能提高电池材料中黑粉和铜铝的回收率、安全性，并降低环境污染。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种用于筛选废旧电池中黑粉和铜铝的装置，其包括初级破碎设备，所述初级破碎设备的出料端依次通过振动输送机、第一旋风集料器连接有第一分选机，所述第一分选机的出料端通过第一输送机依次连接有烘干设备、除铁设备和第一振动筛分机，所述第一振动筛分机的出料端通过第二输送机依次连接有次级破碎机和第二振动筛分机，所述第二振动筛分机的出料端通过第二旋风集料器连接有第二分选机，所述第二分选机的出料端通过第三旋风集料器连接有第三分选机；
所述第一分选机的另一出料端通过管道连接有第四旋风集料器，所述第四旋风集料的出料端依次连接有第三振动筛分机和脱粉机，所述第一振动筛分机、第二振动筛分机、第二分选机、第三振动筛分机和脱粉机的出料端还通过管道连接有第五旋风集料器，所述第五旋风集料的出料端连接有储料斗；所述第一旋风集料器、第二旋风集料器、第三旋风集料器、第四旋风集料器和第五旋风集料器均配置有高压风机(通过负压传输黑粉等材料)；
所述第四旋风集料器的排气端通过管道连接有尾气处理设备。
作为上述技术方案的改进，所述尾气设备包括通过管道与所述第四旋风集料器的排气端相连接的布袋除尘器，所述布袋除尘器的排气端通过管道依次连接有水膜除尘器、干燥器、UV光解废气处理器和排尘风机；废气经过三次处理，净化效率很高。
作为上述技术方案的改进，所述第四旋风集料器的进气端还通过管道与振动输送机的一端、烘干设备的排气端、除铁设备的一端、第一振动筛分机的一端、第二振动筛分机的一端、第三振动筛分机的一端、第一旋风集料器的排气端、第二旋风集料器的排气端、第三旋风集料器的排气端、第五旋风集料器的排气端、第三分选机的排气端和脱粉机的排气端相连接；第四旋风集料器尽可能收集电池回收过程中产生的废气，并回收废气中黑粉。
作为上述技术方案的改进，初级破碎设备包括第三输送机和第四输送机，所述第三输送机的出料端依次连接有第一破碎机和第二破碎机，所述第四输送机的出料端连接有第三破碎机，所述第二破碎机的出料端和第三破碎机的出料端连接所述振动输送机的进料端。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第三破碎机为锤片式破碎机，所述除铁设备包括带磁辊皮带输送机，所述带磁辊皮带输送机上安装有磁选机，所述第一分选机的内部通道呈Z字型，所述第二分选机为气流分选机，所述第三分选机为重力筛选机。
作为上述技术方案的改进，所述破碎设备设置在防火隔音板房内，以便提高安全性。
作为上述技术方案的改进，所述次级破碎机为精细锤片破碎机，所述精细锤片破碎机功率为90kw；充分使黑粉、铜铝和其他杂质破碎开来。
另外，本发明还提供所述的装置的筛选工艺，其包括以下步骤：
S1)初级破碎机设备对电池进行破碎，振动输送机将极耳混合物、黑粉混合物和隔膜混合物依次输送至第一旋风集料器和第一分选机；
S2)第一分选机将筛选出的极耳混合物通过第一输送机输送至烘干设备，并将黑粉混合物和隔膜混合物输送至第四旋风集料器；烘干设备烘干极耳混合物，烘干后的极耳混合物输送至除铁设备，除铁设备去除极耳混合物中铁；去铁的极耳混合物输送至第一振动筛分机，第一振动筛分机筛选出的极耳混合物输送至次级破碎机，第一振动筛分机筛选出的黑粉输送至储料斗；次级破碎机破碎极耳混合物，得到铜铝混合物和黑粉；铜铝混合物和黑粉输送至第二振动筛分机，第二振动筛分机筛选出的铜铝混合物输送至第二分选机，第二振动筛分机和第二分选机筛选出的黑粉输送至储料斗；第二分选机筛选出的铜铝混合物输送至第三分选机，第三分选机筛选出铜颗粒和铝颗粒；
S3)第四旋风集料器筛选出的黑粉混合物和隔膜混合物输送至第三振动筛分机，第三振动筛分机筛选出的隔膜混合物输送至脱粉机，脱粉机筛分出隔膜(回收的隔膜可以增加经济效益)和黑粉；第三振动筛分机和脱粉机筛选出的黑粉输送至储料斗；
S4)尾气处理设备净化第四旋风集料器排出的废气。
作为上述技术方案的改进，初级破碎设备包括第三输送机和第四输送机，第三输送机将软壳电池或除钢壳电池外的硬壳电池依次输送至第一破碎机和第二破碎机，第一破碎机和第二破碎机进行破碎，第四输送机将钢壳电池输送至第三破碎机，第三破碎机进行破碎；极耳混合物、黑粉混合物和隔膜混合物输送至振动输送机；烘干设备内温度为300℃。
作为上述技术方案的改进，所述振动输送机的一端、烘干设备的排气端、除铁设备的一端、第一振动筛分机的一端、第二振动筛分机的一端、第三振动筛分机的一端、第一旋风集料器的排气端、第二旋风集料器的排气端、第三旋风集料器的排气端、第五旋风集料器的排气端、第三分选机的排气端和脱粉机的排气端通过管道与所述第四旋风集料器的进气端相连接，第四旋风集料器收集废气并回收废气中黑粉；第四旋风集料器排出的废气依次通过布袋除尘器、水膜除尘器、干燥器和UV光解废气处理器，废气得到净化。
本发明的有益效果在于：本发明提供一种用于筛选废旧电池中黑粉和铜铝的装置及其工艺，本发明装置包括初级破碎设备、第一分选机、烘干设备、除铁设备、第一振动筛分机、次级破碎机、第二振动筛分机、第二分选机、第三分选机、第三振动筛分机、脱粉机和尾气处理设备，其具有以下优点：1)多级破碎使黑粉、铜铝与其他混合物充分分离出，2)烘干设备进行高温烘干电解液、粘合剂，提高生产安全性，3)采用多级筛分，确保黑粉回收率≥98％，黑粉中铜含量≤1％，黑粉中铝含量≤2％，铜颗粒中镍及钴含量≤1.5％，铝颗粒中镍及钴含量≤2.0％，4)初级破碎设备采用两条破碎生产线，一条生产线是破碎软壳电池或除钢壳电池外的硬壳电池，另一条生产线是破碎钢壳电池，这样便于破碎多种不同形式的电池；5)全程采用第四旋风集料器、尾气处理设备净化产生的废气。
附图说明
图1为本发明所述筛选废旧电池中黑粉和铜铝的工艺流程示意图；
图2为本发明所述用于筛选废旧电池中黑粉和铜铝的装置的一种结构示意图(未包括尾气处理设备，用于破碎软壳电池或除钢壳电池外的硬壳电池)；
图3为本发明用于筛选废旧电池中黑粉和铜铝的装置的尾气处理设备的结构示意图；
图4为本发明所述用于筛选废旧电池中黑粉和铜铝的装置的另一种结构示意图(用于破碎机钢壳电池，图中仅显示初级破碎设备等，其他与图2相同)；
图中，1、振动输送机，111、第三输送机，112、第一破碎机，113、第二破碎机，121、第四输送机，122、第三破碎机，13、防火隔音板房，2、第一旋风集料器，21、第二旋风集料器，22、第三旋风集料器，23、第四旋风集料器，24、第五旋风集料器，3、第一输送机，31、第二输送机，4、除铁设备，5、烘干设备，6、第一振动筛分机，61、第二振动筛分机，62、第三振动筛分机，7、次级破碎机，8、第一分选机，81、第二分选机，82、第三分选机，9、脱粉机，91、储料斗，92、布袋除尘器，93、水膜除尘器，94、干燥器，95、UV光解废气处理器。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。
应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
实施例1
本实施例提供一种用于筛选废旧电池中黑粉和铜铝的装置，如图1～4所示，其包括初级破碎设备，初级破碎设备的出料端依次通过振动输送机1、第一旋风集料器2连接有第一分选机8，第一分选机8的出料端通过第一输送机3依次连接有烘干设备5、除铁设备4和第一振动筛分机6，第一振动筛分机6的出料端通过第二输送机31依次连接有次级破碎机7和第二振动筛分机61，第二振动筛分机61的出料端通过第二旋风集料器21连接有第二分选机81，第二分选机81的出料端通过第三旋风集料器22连接有第三分选机82；
第一分选机8的另一出料端通过管道连接有第四旋风集料器23，第四旋风集料器23的出料端依次连接有第三振动筛分机62和脱粉机9，第一振动筛分机6、第二振动筛分机61、第二分选机81、第三振动筛分机62和脱粉机9的出料端还通过管道连接有第五旋风集料器24，第五旋风集料24的出料端连接有储料斗91；第一旋风集料器2、第二旋风集料器21、第三旋风集料器22、第四旋风集料器23和第五旋风集料器24均配置有高压风机；
第四旋风集料器23的排气端通过管道连接有尾气处理设备。
为了提高废气的净化效率，优选地，尾气设备包括通过管道与第四旋风集料器23的排气端相连接的布袋除尘器92(优选为脉冲布袋除尘器)，布袋除尘器92的排气端通过管道依次连接有水膜除尘器93(优选为碱性水膜除尘器)、干燥器94、UV光解废气处理器95和排尘风机(未视出)。
为了尽可能收集电池回收过程中产生的废气，并回收废气中黑粉，优选地，第四旋风集料器23的进气端还通过管道与振动输送机1的一端、烘干设备5的排气端、除铁设备4的一端、第一振动筛分机6的一端、第二振动筛分机61的一端、第三振动筛分机63的一端、第一旋风集料器2的排气端、第二旋风集料器21的排气端、第三旋风集料器22的排气端、第五旋风集料器24的排气端、第三分选机82的排气端和脱粉机9的排气端相连接。
为了破碎多种不同形式的电池，优选地，初级破碎设备包括第三输送机111和第四输送机121，第三输送机111的出料端依次连接有第一破碎机112和第二破碎机113，第四输送机121的出料端依次连接有第三破碎机122，第二破碎机113的出料端和第三破碎机122的出料端连接振动输送机1的进料端。
为了充分破碎钢壳电池，优选地，第三破碎机122为锤片式破碎机。
为了充分除铁，优选地，除铁设备4包括带磁辊皮带输送机，带磁辊皮带输送机上安装有磁选机。
为了充分进行分选得到较为纯净的黑粉、铜、铝，优选地，第一分选机8内部通道呈Z字型，第二分选机81为气流分选机，第三分选机82为重力筛选机。
为了提高安全性，优选地，破碎设备设置在防火隔音板房13内。
为了更充分使黑粉、铜铝和其他杂质破碎开来，次级破碎机7为精细锤片破碎机，精细锤片破碎机功率为90kw。
实施例2
本实施例还提供实施例1所述的装置的筛选工艺，如图1～4所示，其包括以下步骤：
S1)初级破碎机设备对电池进行破碎，振动输送机1将极耳混合物、黑粉混合物和隔膜混合物依次输送至第一旋风集料器2和第一分选机8；
S2)第一分选机8将筛选出的极耳混合物通过第一输送机3输送至烘干设备5，并将黑粉混合物和隔膜混合物输送至第四旋风集料器23；烘干设备5烘干极耳混合物，烘干后的极耳混合物输送至除铁设备4，除铁设备4去除极耳混合物中铁；去铁的极耳混合物输送至第一振动筛分机6，第一振动筛分机6筛选出的极耳混合物输送至次级破碎机7，第一振动筛分机6筛选出的黑粉输送至储料斗91；次级破碎机7破碎极耳混合物，得到铜铝混合物和黑粉；铜铝混合物和黑粉输送至第二振动筛分机61，第二振动筛分机61筛选出的铜铝混合物输送至第二分选机81，第二振动筛分机61和第二分选机81筛选出的黑粉输送至储料斗91；第二分选机81筛选出的铜铝混合物输送至第三分选机82，第三分选机82筛选出铜颗粒和铝颗粒；
S3)第四旋风集料器23筛选出的黑粉混合物和隔膜混合物输送至第三振动筛分机62，第三振动筛分机62筛选出的隔膜混合物输送至脱粉机9，脱粉机9筛分出隔膜和黑粉；第三振动筛分机62和脱粉机9筛选出的黑粉输送至储料斗91；
S4)尾气处理设备净化第四旋风集料器23排出的废气。
其中，初级破碎设备包括第三输送机111和第四输送机121，第三输送机111将软壳电池或除钢壳电池外的硬壳电池依次输送至第一破碎机112和第二破碎机113，第一破碎机112和第二破碎机113进行破碎，第四输送机121将钢壳电池输送至第三破碎机122，第三破碎机122进行破碎；极耳混合物、黑粉混合物和隔膜混合物输送至振动输送机1；烘干设备5内温度为300℃；
振动输送机1的一端、烘干设备5的排气端、除铁设备4的一端、第一振动筛分机6的一端、第二振动筛分机61的一端、第三振动筛分机62的一端、第一旋风集料器2的排气端、第二旋风集料器21的排气端、第三旋风集料器22的排气端、第五旋风集料器24的排气端、第三分选机82的排气端和脱粉机9的排气端通过管道与第四旋风集料器23的进气端相连接，第四旋风集料器23收集废气并回收废气中黑粉；第四旋风集料器23排出的废气依次通过布袋除尘器92、水膜除尘器93、干燥器94和UV光解废气处理器95，废气得到净化。
采用本发明装置，黑粉回收率≥98％，黑粉中铜含量≤1％，黑粉中铝含量≤2％，铜颗粒中镍及钴含量≤1.5％，铝颗粒中镍及钴含量≤2.0％。
最后所应当说明的是，以上实施例用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者同等替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种用于筛选废旧电池中黑粉和铜铝的装置，其特征在于，包括初级破碎设备，所述初级破碎设备的出料端依次通过振动输送机、第一旋风集料器连接有第一分选机，所述第一分选机的出料端通过第一输送机依次连接有烘干设备、除铁设备和第一振动筛分机，所述第一振动筛分机的出料端通过第二输送机依次连接有次级破碎机和第二振动筛分机，所述第二振动筛分机的出料端通过第二旋风集料器连接有第二分选机，所述第二分选机的出料端通过第三旋风集料器连接有第三分选机；
所述第一分选机的另一出料端通过管道连接有第四旋风集料器，所述第四旋风集料的出料端依次连接有第三振动筛分机和脱粉机，所述第一振动筛分机、第二振动筛分机、第二分选机、第三振动筛分机和脱粉机的出料端还通过管道连接有第五旋风集料器，所述第五旋风集料的出料端连接有储料斗；所述第一旋风集料器、第二旋风集料器、第三旋风集料器、第四旋风集料器和第五旋风集料器均配置有高压风机；
所述第四旋风集料器的排气端通过管道连接有尾气处理设备。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述尾气设备包括通过管道与所述第四旋风集料器的排气端相连接的布袋除尘器，所述布袋除尘器的排气端通过管道依次连接有水膜除尘器、干燥器、UV光解废气处理器和排尘风机。
3.如权要求1所述的装置，其特征在于，所述第四旋风集料器的进气端还通过管道与振动输送机的一端、烘干设备的排气端、除铁设备的一端、第一振动筛分机的一端、第二振动筛分机的一端、第三振动筛分机的一端、第一旋风集料器的排气端、第二旋风集料器的排气端、第三旋风集料器的排气端、第五旋风集料器的排气端、第三分选机的排气端和脱粉机的排气端相连接。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，初级破碎设备包括第三输送机和第四输送机，所述第三输送机的出料端依次连接有第一破碎机和第二破碎机，所述第四输送机的出料端连接有第三破碎机，所述第二破碎机的出料端和第三破碎机的出料端连接所述振动输送机的进料端。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第三破碎机为锤片式破碎机，所述除铁设备包括带磁辊皮带输送机，所述带磁辊皮带输送机上安装有磁选机，所述第一分选机的内部通道呈Z字型，所述第二分选机为气流分选机，所述第三分选机为重力筛选机。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述破碎设备设置在防火隔音板房内。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述次级破碎机为精细锤片破碎机，所述精细锤片破碎机功率为90kw。
8.如权权利要求1～7任一项所述的装置的筛选工艺，其特征在于，以下步骤：
S1)初级破碎机设备对电池进行破碎，振动输送机将极耳混合物、黑粉混合物和隔膜混合物依次输送至第一旋风集料器和第一分选机；
S2)第一分选机将筛选出的极耳混合物通过第一输送机输送至烘干设备，并将黑粉混合物和隔膜混合物输送至第四旋风集料器；烘干设备烘干极耳混合物，烘干后的极耳混合物输送至除铁设备，除铁设备去除极耳混合物中铁；去铁的极耳混合物输送至第一振动筛分机，第一振动筛分机筛选出的极耳混合物输送至次级破碎机，第一振动筛分机筛选出的黑粉输送至储料斗；次级破碎机破碎极耳混合物，得到铜铝混合物和黑粉；铜铝混合物和黑粉输送至第二振动筛分机，第二振动筛分机筛选出的铜铝混合物输送至第二分选机，第二振动筛分机和第二分选机筛选出的黑粉输送至储料斗；第二分选机筛选出的铜铝混合物输送至第三分选机，第三分选机筛选出铜颗粒和铝颗粒；
S3)第四旋风集料器筛选出的黑粉混合物和隔膜混合物输送至第三振动筛分机，第三振动筛分机筛选出的隔膜混合物输送至脱粉机，脱粉机筛分出隔膜和黑粉；第三振动筛分机和脱粉机筛选出的黑粉输送至储料斗；
S4)尾气处理设备净化第四旋风集料器排出的废气。
9.如权利要求8所述的筛选工艺，其特征在于，初级破碎设备包括第三输送机和第四输送机，第三输送机将软壳电池或除钢壳电池外的硬壳电池依次输送至第一破碎机和第二破碎机，第一破碎机和第二破碎机进行破碎；第四输送机将钢壳电池输送至第三破碎机，第三破碎机进行破碎；极耳混合物、黑粉混合物和隔膜混合物输送至振动输送机；烘干设备内温度为300℃。
10.如权利要求8所述的筛选工艺，其特征在于，所述振动输送机的一端、烘干设备的排气端、除铁设备的一端、第一振动筛分机的一端、第二振动筛分机的一端、第三振动筛分机的一端、第一旋风集料器的排气端、第二旋风集料器的排气端、第三旋风集料器的排气端、第五旋风集料器的排气端、第三分选机的排气端和脱粉机的排气端通过管道与所述第四旋风集料器的进气端相连接，第四旋风集料器收集废气并回收废气中黑粉；第四旋风集料器排出的废气依次通过布袋除尘器、水膜除尘器、干燥器和UV光解废气处理器，废气得到净化。
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