一种回收利用废旧动力锂电池中铜铝及橡胶的方法与流程

本发明涉及一种锂电池回收利用方法，具体涉及一种回收利用废旧动力锂电池中铜铝及橡胶的方法。

背景技术：

近年来，随着国内对新能源汽车政策引导，我国新能源汽车销量得到了大幅提升，2017年我国新能源汽车全年累计总销77.7万辆，同比增长53％。其中，纯电动全年累计销量65.2万辆，插电式混动全年累计12.5万辆。国内新能源汽车的销量预计将在2020年超过200万辆，未来销量的年同比增速将超过40％。目前我国新能源汽车多采用三元锂电池、磷酸铁锂等作为动力电池，由于循环充放电其电池容量会缓慢衰减，预计两三年内将会有大批动力锂电池进入退役期，对其进行循环利用回收动力锂电池中的铜铝橡胶等材料和镍钴锰锂等有价金属元素，既可以实现良好的经济效益，又可以避免其丢弃对环境造成污染。目前对锂电池正负极粉主要通过筛分和收尘的方式回收收集后通过浸出。而对废旧动力锂电池，其正负极片中的铜箔和铝箔以及封装用的橡胶粒目前多采用破碎后风选和电选的方法进行分选，这种分选方法的缺点是得到的铜铝产品互含较大，产品的纯度降低，同时也降低了产品的销售价值。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种回收利用废旧动力锂电池中铜铝及橡胶的方法，它采用了超细高纯磁铁矿诱导比重分选技术，可更好的回收废旧动力锂电池中的铜铝和橡胶，而且得到的铜铝和橡胶互含低。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种回收利用废旧动力锂电池中铜铝及橡胶的方法，包括以下步骤：

1)拆解：将废旧动力电池包进行拆解得到电池单体；

2)破碎和造粒：将电池单体进行一段破碎和二段超细粉磨造粒机得到产品a；

3)筛分：使用筛分设备对产品a进行筛分，得到筛下物100-160目正负极粉和筛上物100-160目的产品b；

4)磁铁矿诱导比重分选：对产品b先进行一次磁铁矿诱导比重分选得到纯净的橡胶粒和铜铝混合物，铜铝混合物再经二次磁铁矿诱导比重分选分别得到纯净的铜粒和铝粒。

进一步的，步骤1)中的拆解过程在密闭的保护气氛中进行拆解，可有效避免拆解过程对环境产生污染，也可保证所拆解过程不会有单体材料损失。

进一步的，步骤2)中超细粉磨造粒机将电池单体中的铜箔和铝箔以及集流体和电池单体包装铝壳摩擦造粒使得产品a呈球状粒形产出并将正负极电池粉从铝箔铜箔上摩擦下来，如果铜铝薄片成片状破碎产品产出，采用重力分选很难将两者分离。

进一步的，步骤2)中一段破碎、二段超细粉磨造粒机经通风除尘得到的正负极粉和步骤3)中得到的筛下物100-160目正负极粉均送入裂解炉中进行焙烧，焙烧后再进行浸出提取有价元素，可实现废旧锂离子电池的高效利用及回收。

进一步的，步骤4)中先对产品b采用超细高纯磁铁矿与水配成密度为1.5-2.5t/m³的料浆，将橡胶粒与铜铝粒分开，再采用弱磁选回收超细高纯磁铁矿将得到的铜铝粒采用超细高纯磁铁矿与水配成密度为3-7t/m³的料浆将铜铝粒分开，分别得到纯净的铜粒和铝粒，因为铜铝和橡胶的比重分别为8.95t/m³，铝的比重为2.7t/m³，橡胶的比重为1.2t/m³，因此采用弱磁选回收可以将铜铝粒分开。

进一步的，所述超细高纯磁铁矿的细度为0.01-0.038mmmm，其中fe3o4含量大于95％，通过调节其与水配成浆体浓度控制浆体比重，超细超纯铁精矿由于其细度较小，可以将其与铜铝及橡胶通过筛分或者磁选方案回收重复利用，又不至于给铜铝橡胶粒带入新的杂质。

进一步的，所述步骤3)中筛分设备的筛网孔径为140目。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明与专利cn106972215a的电选-摇床流程相比，工艺简单，铜铝粉产品纯度高，铜铝产品互含低，可实现更高的销售经济收入；

2、本发明与现有橡胶粒、铜铝粉干法分选工艺相比，由于采用了超细高纯铁精矿诱导比重分选，强化了分选介质对铜铝粒的浮力，铜、铝粉产品纯度高，铜、铝产品互含低，且工艺流程简单，车间粉尘大幅降低，设备投资和厂房投资大幅降低。

附图说明

图1是本发明具体实施例1的工艺流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

如附图1所示，一种回收利用废旧动力锂电池中铜铝及橡胶的方法，包括以下步骤：

1)拆解：将200kg废旧动力电池包经放电拆解工序得到150kg电池单体；

2)破碎和造粒：150kg电池单体经一段破碎，与破碎设备相连的除尘设备将密度较轻的塑料隔膜与细粒级电池粉吸收收集后进行筛分，得到塑料隔膜产品与电池粉产品；

3)筛分：一段破碎较重产品经二段超细粉磨造粒机工序的产品进行筛分，得到筛下物140目正负极粉，筛上物140目铜、铝和橡胶粒；

4)磁铁矿诱导比重分选：将细度为0.02mm，fe3o4含量大于95％的超细磁铁矿配成比重为2.0t/m³的浆料与筛上物140目铜粉、铝粉和橡胶粒混合后搅拌5分钟后沉降5秒，将悬浮在料浆表面的橡胶粒与沉在底层的铜铝粒分离，通过300目筛网筛分(或弱磁选)回收超细超纯磁铁矿和水；底层铜铝粒与配成比重为5t/m³的超细超纯磁铁矿料浆混合搅拌5分钟后沉降5秒，将悬浮在料浆表面的铝粒与沉降在底层的铜粒分离；采用筛分或弱磁选回收超细超纯磁铁矿和水，水和磁铁矿可100％回用。

本实施例中，步骤2)和步骤3)中所得的筛下物140目正负极粉和一、二段碎磨工序的除尘料经筛分得到的正负极粉合并通过700℃焙烧3小时挥发脱除粘结剂后作为酸法浸出提取原料。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种回收利用废旧动力锂电池中铜铝及橡胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)拆解：将废旧动力电池包进行拆解得到电池单体；2)破碎和造粒：将电池单体进行一段破碎和二段超细粉磨造粒机得到产品A；3)筛分：使用筛分设备对产品A进行筛分，得到筛下物100‑160目正负极粉和筛上物100‑160目的产品B；4)磁铁矿诱导比重分选：对产品B先进行一次磁铁矿诱导比重分选得到纯净的橡胶粒和铜铝混合物，铜铝混合物再经二次磁铁矿诱导比重分选分别得到纯净的铜粒和铝粒。本发明采用了超细高纯磁铁矿诱导比重分选技术，可更好的回收废旧动力锂电池中的铜铝和橡胶，而且得到的铜铝和橡胶互含低。

技术研发人员：杨柳毅;万洪强;王奉刚
受保护的技术使用者：长沙矿冶研究院有限责任公司
技术研发日：2018.11.07
技术公布日：2019.02.22