一种锂电池的物理法回收工艺的制作方法

本发明涉及锂电池回收的技术领域，特别涉及一种锂电池的物理法回收工艺。

背景技术

现在国家大力提倡锂电池的应用，在逐渐淘汰铅酸电池，但锂电池如果没有得到有效的回收利用也会造成很大的资源浪费和污染，而且锂电池中可回收的资源很多，目前锂电池的回收通常为湿法回收，需要用到大量的水资源，造成水资源的浪费和污染，而且回收材料的纯净度不高，无法将塑料颗粒及塑料膜完全去除。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种锂电池的物理法回收工艺。

本发明的技术方案是：一种锂电池的物理法回收工艺，包括以下步骤：

步骤1，将锂电池送入破磁组合机进行破碎；

步骤2，破磁组合机将锂电池破碎，破碎后的物料经过磁选并将磁选出的金属铁排出，回收得到金属铁；

步骤3，破磁组合机中经过磁选剩下的物料进入分解机，分解机将物料进行再次粉碎成粉状进行分解分离，分解机将物料分解成粒度递减的塑料类、金属塑料混合类和金属正负极粉混合类，在所述金属正负极粉混合类中包括粒度较大的金属颗粒和粒度较小的正负极粉，经过分解分离的物料通过负压进入旋风集料器，旋风集料器将收集的正负极粉通过带风机的收尘系统进行集料，正负极粉被收尘系统收集；

步骤4，旋风集料器收集后剩下颗粒较粗的物料通过筛选装置进行筛选，将所述塑料类、所述金属塑料混合类以及所述金属正负极粉混合类分出来；

步骤5，筛分出来的所述金属塑料混合类经过多次比重分选，将比重不同的铜、铝和塑胶进行分离；

步骤6，将步骤2中得到的铁和步骤5得到的铜和铝进行归类收集，将步骤4和步骤5得到的塑料、塑胶进行归类收集，将步骤3和步骤4中得到的正负极粉以及金属正负极粉混合类归类到一起收集。

优选的，还包括以下步骤：

步骤7，将步骤6中进行归类收集的正负极粉和金属正负极粉混合料形成混合物料抽真空后通过封闭输送机送入高温无氧裂解炉进行裂解，所述高温无氧裂解炉的温度在400℃以上，所述高温无氧裂解炉在加入混合物料前进行抽真空且保持封闭，所述封闭输送机在输送过程中保持真空状态，混合物料中掺杂的塑料和粘合剂进行裂解产生可燃气并排出收集，裂解后的混合物料通过冷却输送设备输送到筛选设备，筛选出粒度较小的正负极粉和粒度较大的铜铝混合物；

步骤8，将步骤7中筛选出的正负极粉进行归类收集，将筛选出的铜铝混合物进行比重分离，分离后的铜和铝进行归类收集。

优选的，在步骤1中，在将锂电池送入破磁组合机进行破碎前对锂电池进行拆解放电；在步骤3中，将旋风集料器收集的正负极粉通过封闭的筛选机构进行筛选，将掺杂的塑料膜等杂物筛选出来，收尘系统的风机将引出的气体进行冷凝回收，冷凝回收后的气体进行废气处理后排放。

优选的，所述锂电池为带电锂电池，所述破磁组合机为连续通有保护气的封闭气保破磁组合机，所述分解机为连续通有保护气的封闭气保分解机，所述筛选装置为连续通有保护气的封闭气保筛选装置；在步骤1中，通过无氧给料机向所述封闭气保破磁组合机上料，在给料机向封闭气保破磁组合机上料时对上料口进行抽真空，向给料机中持续通入保护气；在步骤2之后、步骤3之前，将封闭气保破磁组合机中经过磁选剩下的物料进入封闭加热挥发输送装置，向封闭加热挥发输送装置中持续通入保护气，封闭加热挥发输送装置通过加热使物料中易挥发酸性气体加速挥发并连同物料中的正负极粉通过负压进入收尘系统进行集料收尘过滤，正负极粉经过过滤进行收集，酸性气体经过喷淋塔进行废气处理后通过引风机排出；在步骤3中，旋风集料器将收集的正负极粉连同封闭气保分解机内的保护气通过带风机的收尘系统进行集料，封闭气保分解机内的保护气通过收尘系统过滤后经风机进入封闭气保分解机和封闭输送机再次利用；

优选的，所述封闭气保破磁组合机的进口处与无氧给料机的连接处进行密封，所述封闭气保破磁组合机包括破碎机和磁选机，所述磁选机还连接有与外界空气隔绝的真空排料机。

优选的，所述封闭加热挥发输送装置的内部具有螺旋输送叶片，所述封闭加热挥发输送装置的内部温度在70℃-150℃之间。

优选的，所述封闭加热挥发输送装置的下方具有加热炉。

优选的，所述封闭加热挥发输送装置的内部通入温度在70℃-150℃之间的保护气。

优选的，所述高温无氧裂解炉采用外部加热，所述高温无氧裂解炉的温度在400℃-800℃之间，步骤7中塑料和粘合剂进行裂解产生的可燃气能够通到所述高温无氧裂解炉下方进行燃烧供热，燃烧产生的废气经过处理后排放。

优选的，所述高温无氧裂解炉的温度660℃-800℃之间，混合物料中的铝熔化成液态且在冷却输送过程中逐渐冷却形成圆颗粒。

本发明的有益效果是：

在该工艺中，分解机将物料分解成粒度递减的粉末状的塑料类、金属塑料混合类和金属正负极粉混合类，再通过旋风集料和筛选，能够将物料充分分离后再进行分类收集，物料分解的粒度越小，不同物料之间质量的差别越接近密度差，进行旋风集料和比重分选的效果越好。

采用本发明的回收工艺，无需把锂电池进行放电，可直接进行破碎回收，解决了以往放电后再回收处理的瓶颈；

本发明在高温无氧裂解前将带电锂电池破碎后的物料进行保护气保护后，能够防止锂电池以及粉碎后的正负极粉进行发热放电，还避免了金属的氧化；

本发明中还采用高温无氧裂解炉对提取的正负极粉进行提纯，将掺杂的塑料和粘合剂进行裂解，裂解产生的可燃气气体还可以进行燃烧利用对高温无氧裂解炉进行加热，而高温无氧裂解炉中没有氧气，在加热时能够避免金属氧化；

高温无氧裂解炉中的正负极粉在高温下能够自行进行放电、发热，能够对高温无氧裂解炉中的混合物料进行加热，充分利用能源，节省了外部加热用的能源。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式参见图1：

一种锂电池的物理法回收工艺，包括以下步骤：

步骤1，将锂电池送入破磁组合机进行破碎；

步骤2，破磁组合机将锂电池破碎，破碎后的物料经过磁选并将磁选出的金属铁排出，回收得到金属铁；

步骤3，破磁组合机中经过磁选剩下的物料进入分解机，分解机将物料进行再次粉碎成粉状进行分解分离，分解机将物料分解成粒度递减的塑料类、金属塑料混合类和金属正负极粉混合类，在所述金属正负极粉混合类中包括粒度较大的金属颗粒和1粒度较小的正负极粉，经过分解分离的物料通过负压进入旋风集料器，旋风集料器将收集的正负极粉通过带风机的收尘系统进行集料，正负极粉被收尘系统收集；

步骤4，旋风集料器收集后剩下颗粒较粗的物料通过筛选装置进行筛选，将所述塑料类、所述金属塑料混合类以及所述金属正负极粉混合类分出来；

步骤5，筛分出来的所述金属塑料混合类经过多次比重分选，将比重不同的铜、铝和塑胶进行分离；

步骤6，将步骤2中得到的铁和步骤5得到的铜和铝进行归类收集，将步骤4和步骤5得到的塑料、塑胶进行归类收集，将步骤3和步骤4中得到的正负极粉以及金属正负极粉混合类归类到一起收集。

以下将结合实施例对本发明的实施方式进行说明：

实施例一，

锂电池进行拆解放电，将放电后的锂电池送入破磁组合机进行破碎；破磁组合机将锂电池破碎，破碎后的物料经过磁选并将磁选出的金属铁排出，回收得到金属铁；破磁组合机中经过磁选剩下的物料进入分解机，分解机将物料进行再次粉碎成粉状进行分解分离，分解机将物料分解成粒度大于3mm的塑料类、粒度在1-3mm之间的金属塑料混合类和粒度小于1mm的金属正负极粉混合类，在粒度小于1mm的金属正负极粉混合类中包括160目以上的金属颗粒和160目以下的正负极粉，经过分解分离的物料通过负压进入旋风集料器，旋风集料器将收集的正负极粉通过带风机的收尘系统进行集料，正负极粉被收尘系统收集；将旋风集料器收集的正负极粉通过封闭的筛选机构进行筛选，将掺杂的塑料膜等杂物筛选出来，收尘系统的风机将引出的气体进行冷凝回收，冷凝回收后的气体进行废气处理后排放；旋风集料器收集后剩下颗粒较粗的物料通过筛选装置进行筛选，将粒度大于3mm的塑料类、粒度在1-3mm之间的金属塑料混合类以及粒度小于1mm的金属正负极粉混合类分出来；筛分出来的所述金属塑料混合类经过多次比重分选，将比重不同的铜、铝和塑胶进行分离；将得到的铁、铜、铝、塑料、塑胶、金属正负极粉混合料、正负极粉以及金属正负极粉混合类进行归类收集；归类收集的正负极粉和金属正负极粉混合料形成混合物料抽真空后通过封闭输送机送入高温无氧裂解炉进行裂解，所述高温无氧裂解炉的温度在400℃以上，所述高温无氧裂解炉在加入混合物料前进行抽真空且保持封闭，所述封闭输送机在输送过程中保持真空状态，混合物料中掺杂的塑料和粘合剂进行裂解产生可燃气并排出收集，裂解后的混合物料通过冷却输送设备输送到筛选设备，筛选出筛选出小于160目的正负极粉和大于160目的铜铝混合物；将筛选出的正负极粉进行归类收集，将筛选出的铜铝混合物进行比重分离，分离后的铜和铝进行归类收集。

该分解机的端部开口且设有引风上料风轮，分解机的内部具有高速运转的转子，所述转子上具有多组间隔布置的刀片，每组刀片之间具有可拆卸的隔板；引风上料风轮可使物料顺畅的通过，锂电池中各种不同的物料比重不同，在引风上料风轮产生的负压下各种物料在分解机内停留的时间不同，物料中的塑胶、塑料隔膜等较轻的物料比重较小，从而能够迅速通过，可使塑料无破坏性的完整通过；锂电池中的金属铜、铝和正负极板的比重大，从而比塑胶、塑料隔膜类停留的时间较长，粉碎的更细，并且该转子是高速运转（运转时也可通过调整转速，可调整正负极片与正负极粉解离的程度），使分解机内产生高强涡流，从而使物料互相摩擦碰撞，产生摩擦粉碎性作用，使正负极粉从铜箔和铝箔中脱落，因铜和铝柔韧性、延展性较好，在互相碰撞和摩擦的同时，铜、铝成为圆形颗粒状物；经过分解机分解分离后正负极粉形成160目以下的细粉，铜和铝形成160目以上的金属颗粒。

在该工艺中，分解机将物料分解成粒度递减的粉末状的塑料类、金属塑料混合类和金属正负极粉混合类，再通过旋风集料和筛选，能够将物料充分分离后再进行分类收集，物料分解的粒度越小，不同物料之间质量的差别越接近密度差，进行旋风集料和比重分选的效果越好。

实施例二，

采用没有放电的带电锂电池，通过无氧给料机向封闭气保破磁组合机上料，在给料机向封闭气保破磁组合机上料时对上料口进行抽真空，向给料机中持续通入保护气；封闭气保破磁组合机将带电锂电池破碎，向封闭气保破磁组合机中持续通入保护气，破碎后的物料经过磁选并将磁选出的金属铁通过真空排料排出，回收得到金属铁；封闭气保破磁组合机中经过磁选剩下的物料进入封闭加热挥发输送装置，向封闭加热挥发输送装置中持续通入保护气，封闭加热挥发输送装置通过加热使物料中易挥发酸性气体加速挥发并连同物料中的正负极粉通过负压进入收尘系统进行集料收尘过滤，正负极粉经过过滤进行收集，酸性气体经过喷淋塔进行废气处理后通过引风机排出；封闭加热挥发输送装置将经过加热挥发的物料输送到封闭气保分解机，向封闭气保分解机中持续通入保护气，封闭气保分解机将物料进行再次粉碎达到高速磨粉分解分离，封闭气保分解机将物料分解成粒度大于3mm的塑料类、粒度在1-3mm之间的金属塑料混合类和粒度小于1mm的金属正负极粉混合类，在粒度小于1mm的金属正负极粉混合类中包括160目以上的金属颗粒和160目以下的正负极粉，经过分解分离的物料通过负压进入旋风集料器，旋风集料器将收集的正负极粉连同封闭气保分解机内的保护气通过带风机的收尘系统进行集料，正负极粉被收尘系统收集；旋风集料器收集后剩下颗粒较粗的物料通过封闭气保筛选装置进行筛选，向封闭气保筛选装置中持续通入保护气，将粒度大于3mm的塑料类、粒度在1-3mm之间的金属塑料混合类以及粒度小于1mm的金属正负极粉混合类分出来；筛分出来的粒度在1-3mm之间的金属塑料混合类经过多次比重分选，将比重不同的铜、铝和塑胶进行分离；将得到的铁、正负极粉、金属正负极粉混合料、铜、铝、塑料和塑胶进行归类收集。

在以上全过程中将锂电池破碎后的物料进行保护气保护，防止锂电池以及粉碎后的正负极粉进行发热放电，还避免了金属的氧化，保护气采用氮气或二氧化碳。

为了对收集的正负极粉进行提纯且对金属正负极粉混合料再次细分，将进行归类收集的正负极粉和金属正负极粉混合料形成混合物料通过封闭输送机送入高温无氧裂解炉进行裂解，高温无氧裂解炉的温度在400℃以上，为了保证混合物料中不掺杂氧气，将高温无氧裂解炉在加入混合物料前进行抽真空且保持封闭，并封闭输送机中填充保护气，将封闭输送机保持封闭，在向高温无氧裂解炉加入混合物料时避免保护气进入，混合物料中掺杂的塑料和粘合剂进行裂解产生可燃气并排出收集，裂解后的混合物料通过冷却输送设备输送到筛选设备，筛选出小于160目的正负极粉和大于160目的铜铝混合物；采用高温无氧裂解炉对提取的正负极粉进行提纯，将掺杂的塑料和粘合剂进行裂解，裂解产生的可燃气气体还可以进行燃烧利用对高温无氧裂解炉进行加热；高温无氧裂解炉中没有保护气进行保护，正负极粉在高温下进行放电、发热，能够对高温无氧裂解炉中的混合物料进行加热，充分利用能源，节省了外部加热用的能源。

将筛选出的正负极粉进行归类收集，将筛选出的铜铝混合物进行比重分离，分离后的铜和铝进行归类收集。

将封闭气保破磁组合机的进口处与无氧给料机的连接处进行密封，该封闭气保破磁组合机包括破碎机和磁选机，该磁选机还连接有与外界空气隔绝的真空排料机，所述封闭加热挥发输送装置的内部具有螺旋输送叶片，所述封闭加热挥发输送装置的内部温度在70℃-150℃之间，该封闭加热挥发输送装置的下方具有加热炉或者向封闭加热挥发输送装置的内部通入温度在70℃-150℃之间的保护气，该封闭气保分解机的端部开口且设有引风上料风轮，所述封闭气保分解机的内部具有高速运转的转子，所述转子上具有多组间隔布置的刀片，每组刀片之间具有可拆卸的隔板；引风上料风轮可使物料顺畅的通过，锂电池中各种不同的物料比重不同，在引风上料风轮产生的负压下各种物料在封闭气保分解机内停留的时间不同，物料中的塑胶、塑料隔膜等较轻的物料比重较小，从而能够迅速通过，可使塑料无破坏性的完整通过；锂电池中的金属铜、铝和正负极板的比重大，从而比塑胶、塑料隔膜类停留的时间较长，粉碎的更细，并且该转子是高速运转（运转时也可通过调整转速，可调整正负极片与正负极粉解离的程度），使封闭气保分解机内产生高强涡流，从而使物料互相摩擦碰撞，产生摩擦粉碎性作用，使正负极粉从铜箔和铝箔中脱落，因铜和铝柔韧性、延展性较好，在互相碰撞和摩擦的同时，铜、铝成为圆形颗粒状物；经过封闭气保分解机分解分离后正负极粉形成160目以下的细粉，铜和铝形成160目以上的金属颗粒，封闭气保分解机内的保护气通过收尘系统过滤后经风机进入封闭气保分解机和封闭输送机再次利用，该封闭气保分解机可以用其他具有相似功能的设备代替，对物料进行深度破碎分解。

该高温无氧裂解炉采用外部加热，可以采用燃气加热也可以采用电加热，该高温无氧裂解炉的温度400℃-800℃之间，塑料和粘合剂进行裂解产生的可燃气能够通到所述高温无氧裂解炉下方进行燃烧供热，燃烧产生的废气经过处理后排放；燃烧废气体通过急冷降温后经过二次旋风急冷收尘降温，使废气体达到低于150度后进入脉冲除尘，收尘后又进入活性炭吸附，吸附后在进入喷淋塔进行脱酸，脱酸后通过风机引出，从而达标排放。

该高温无氧裂解炉的温度也可以在660℃-800℃之间，此时混合物料中的铝熔化成液态且在冷却输送过程中逐渐冷却形成规则的圆颗粒，便于铝的筛分和比重分离。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。