一种废旧锂电池湿法回收生产线浸出过滤系统的制作方法

本发明涉及废旧锂电池回收技术领域，具体是一种废旧锂电池湿法回收生产线浸出过滤系统。

背景技术：

之所以要对动力电池进行回收，主要由两部分驱动：一是环保性，二是经济性。

电池中含多种有害物质，随意废弃将对生态产生巨大影响。

大量的退役电池将对环境带来潜在的威胁，尤其是动力电池中的重金属、电解质、溶剂及各类有机物辅料，如果不经合理处置而废弃，将对土壤、水等造成巨大危害且修复过程时间长、成本高昂，因此回收需求迫切。

锂电池里面通常含有的物质如下表格，根据2011版美国有害物质列表数据，ni、co、磷化物得分超过1000，被认为是高危物质。如果废旧锂离子电池采取普通的垃圾处理方法(包括填埋、焚烧、堆肥等)，其中的钴、镍、锂、锰等金属以及无机、有机化合物必将对大气、水、土壤造成严重的污染，具有极大的危害性。

废旧锂离子电池中的物质如果进入生态，可造成重金属镍、钴污染(包括砷)，氟污染，有机物污染，粉尘和酸碱污染。废旧锂离子电池的电解质及其转化产物，如lipf6、liasf6、licf3so3、hf、p2o5等，溶剂及其分解和水解产物，如dme、甲醇、甲酸等，都是有毒有害物质，可造成人身伤害，甚至死亡。

电池材料回收的经济价值，主要则在于材料再生价值和能量价值再挖掘。

这包括了三个方面：1、锂电池在高端用电器上退役以后，依然可以满足部分低端用电器的需求，通常是电动玩具、储能设施等，回收后的梯次利用能够赋予锂电池更多的价值，特别是退役动力锂电池；2、即使电学性能无法满足更深层次的使用，但其中所含有的li、co、cu等相对稀有的金属依然具有再生价值；3、由于部分金属还原耗能与金属再生能量存在巨大差异，如al、ni、fe，导致金属回收具有能耗上的经济价值。

不同类型锂电池含有不同种类金属及其比例，1吨传统消费类的钴酸锂电池中对应约170公斤钴金属，而在铜、铝、锂方面，含量大都相似。因此，总体来看钴酸锂电池的回收价值将大于其余类别，如磷酸铁锂电池和三元锂电池。

电芯在动力电池成本中占比达到36％，若扣除毛利则电芯占比高达49％；在消费类电池中电芯成本占比更高。而在电芯中，富含镍钴锰等金属元素的正极材料的成本占到了45％。

目前，资源化回收过程包括预处理和后续处理两个阶段。

预处理是将废旧锂电池放入食盐水中放电，除去电池的外包装，去除金属钢壳得到里面的电芯。

电芯由负极、正极、隔膜和电解液组成。负极附着在铜箔表面，正极附着在铝箔表面，隔膜为有机聚合物；电解液附着在正、负极的表面，为lipf6的有机碳酸酯溶液。

后续处理环节是对拆解后的各类废料中的高价值组分进行回收，开展电池材料再造或修复，技术方法可分为三大类：干法回收技术、湿法回收技术和生物回收技术。

干法回收技术是指不通过溶液等媒介，直接实现各类电池材料或有价金属的回收技术方法，主要包括机械分选法和高温分热解法。

干法热修复技术可对干法回收得到的粗产品进行高温热修复，但产出的正、负极材料含有一定杂质，性能无法满足新能源汽车动力电池的要求，多用于储能或小动力电池等场景，适合磷酸铁锂电池。

火法冶金，又称焚烧法或干法冶金，是通过高温焚烧去除电极材料中的有机粘结剂，同时使其中的金属及其化合物发生氧化还原反应，以冷凝的形式回收低沸点的金属及其化合物，对炉渣中的金属采用筛分、热解、磁选或化学方法等进行回收。火法冶金对原料的组分要求不高，适合大规模处理较复杂的电池，但燃烧必定会产生部分废气污染环境，且高温处理对设备的要求也较高，同时还需要增加净化回收设备等，处理成本较高。

湿法回收技术是以各种酸碱性溶液为转移媒介，将金属离子从电极材料中转移到浸出液中，再通过离子交换、沉淀、吸附等手段，将金属离子以盐、氧化物等形式从溶液中提取出来，主要包括湿法冶金、化学萃取以及离子交换等三种方法。

湿法回收技术工艺相对比较复杂，但该技术对锂、钴、镍等有价金属的回收率较高；得到的金属盐、氧化物等产品，高纯度能够达到生产动力电池材料的品质要求，适合三元电池，也是国内外技术领先回收企业所采用的主要回收方法。

生物回收技术主要是利用微生物浸出，将体系的有用组分转化为可溶化合物并选择性地溶解出来，实现目标组分与杂质组分分离，最终回收锂、钴、镍等有价金属。目前生物回收技术尚未成熟，如高效菌种的培养、培养周期过长、浸出条件的控制等关键问题仍有待解决。

湿法回收生产线中在浸出和洗渣工序中都需要进行压滤过滤，现有技术中废旧锂电池湿法回收中使用到的压滤机存在滤渣和滤液不便于处理的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种有效滤饼进行粉碎，并且有效回收滤液的废旧锂电池湿法回收生产线浸出过滤系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种废旧锂电池湿法回收生产线浸出过滤系统，包括机架，所述机架上设有压滤组、滤饼切割器和粉碎器。

作为本发明进一步的方案：所述机架包括竖直设置的四根立柱，同一端的立柱之间设有连接杆；立柱上方设有水平放置的支架，支架两端设有定位挡板，定位挡板之间设有缓冲板；所述定位挡板上设有便于连接过压滤组的通孔，其中一端定位挡板与支架固定连接，另一端定位挡板与支架滑动连接。

作为本发明进一步的方案：所述压滤组包括设在定位挡板之间的滤板、滤布和设在机架右侧的压紧机构；所述压滤组一端设有物料入口，机架一侧设有空气压缩机，空气压缩机连接空气压缩管，空气压缩机下方设有进料泵，进料泵连接物料输送管，空气压缩管与物料输送管均与压滤组的物料入口相连；所述空气压缩管和物料输送管上均设有控制管路启闭的电动阀，所述电动阀、进料泵及空气压缩机分别与控制器相连。工作时，控制器控制物料输送管上的电动阀打开，利用进料泵将物料送至压滤组进行过滤，清理滤渣前，关闭物料输送管上的电动阀阀门停止物料的输送，打开空气压缩管上的电动阀，压缩空气进入压滤组，利用压缩空气将滤渣中的剩余液体吹走，使滤渣变得干燥，提高了物料的固含量，脱水率高，速度快，缩短烘干时间，提高了设备的利用率，根据据需要，所述控制器也可以控制物料输送管及空气压缩管上的电动阀同时打开，通过压缩空气，增强给料压力，使滤板的分离效果更佳。

作为本发明进一步的方案：所述滤饼切割器设于压滤组下方，滤饼切割器包括两个前后对称设置的斜板和数根细钢丝，斜板的两端连接端板，斜板的上端与机架底部固接，并使斜板与竖直平面之间形成一夹角α，该夹角α为30°至45°，该两个斜板之间设有若干个细钢丝。当滤饼下落时，在细钢丝的作用下，被切割成大小均匀的细长条状，并沿斜板表面滑落至粉碎器，防止了滤饼的飞溅。

作为本发明进一步的方案：所述粉碎器连接滤饼切割器，粉碎器内设有转轴，在转轴上设置有间隔排列的破碎柱，在破碎柱上设置有破碎齿，转轴带动破碎柱进行转动，对进入粉碎器的滤饼进行破碎处理，在粉碎器下部开设有出料口，经粉碎完成的滤料从出料口排出。通过在压滤组下方设置粉碎器，将压榨后形成的滤饼直接破碎后再进行后段加工，缩短加工时间，节省人工操作，提高了作业效率。

作为本发明进一步的方案：所述滤饼切割器和粉碎器之间还设有收集斗，收集斗的顶部开口，并连接斜板，收集斗的底部开口并设有开关机构，开关机构可以是设置于收集斗底部的开关板，两个开关板对称设置，两个开关板分别与收集斗的前侧壁和后侧壁的底部铰接，两个开关板的底部分别连接一个液压缸；液压缸设于收集斗的下方，其活塞杆插入收集斗中并与开关板的底部铰接。进一步的，可以在开关板相互接触的部分设计密封垫。

作为本发明进一步的方案：所述收集斗的底部一侧设有若干个排液口，用于排出滤液。

作为本发明进一步的方案：所述收集斗连接滤液收集装置，滤液收集装置包括水咀、塑料软管、钢制接头、金属软管、渣液泵和滤液收集管道，水咀安装在收集斗的排液口上，滤液收集管道采用不锈钢圆形管道，滤液收集管道上设置有一组与管道内腔连通的进液孔，进液孔位于排液口相对的管道面上，进液孔沿着管道轴向均匀分布，各进液孔之间的间距与各排液口之间的间距相同，进液孔外端口处设置有连接咀，连接咀的内腔与进液孔连通；塑料软管采用透明塑料管，塑料软管的一端通过钢制接头连接在水咀上，另一端通过钢制接头连接在连接咀上，用于将收集斗中的滤液输送之滤液收集管道中，滤液收集管道的一端经钢制接头和金属软管与渣液泵连接，渣液泵和金属软管相接处设置有球阀。

作为本发明进一步的方案：所述渣液泵的输出端经管道与储液罐连接，滤液收集管道的另一端为排出口，排出口用于将滤液输送至其他工序中，排出口处设有球阀，渣液泵用于将滤液收集管道中的滤液输送之储液罐中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计滤饼切割器和粉碎器对压滤形成的滤饼进行处理，避免污染，以及便于后续的处理；

本发明设计滤液收集装置，能够高效的对于滤液进行回收。

附图说明

图1为废旧锂电池湿法回收生产线浸出过滤系统的结构示意图。

图2为废旧锂电池湿法回收生产线浸出过滤系统中什么的的结构示意图。

图3为废旧锂电池湿法回收生产线浸出过滤系统中什么的的结构示意图。

图中附图标记如下表：

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-3，一种废旧锂电池湿法回收生产线浸出过滤系统，包括机架1，所述机架1包括竖直设置的四根立柱11，同一端的立柱11之间设有连接杆12，确保其受力均匀，避免变形；立柱11上方设有水平放置的支架13，支架13两端设有定位挡板14，定位挡板14之间设有缓冲板15；定位挡板14在相向运动时才能够起到挤压过压滤组2的作用，若定位挡板14直接作用在过压滤组2上，容易出现损坏过压滤组2，缓冲板15在此能够起到保护的作用；所述定位挡板14上设有便于连接过压滤组2的通孔，其中一端定位挡板14与支架13固定连接，另一端定位挡板14与支架13滑动连接；所述压滤组2包括设在定位挡板14之间的滤板21、滤布和设在机架1右侧的压紧机构22；所述压滤组2一端设有物料入口3，机架1一侧设有空气压缩机31，空气压缩机31连接空气压缩管32，空气压缩机31下方设有进料泵33，进料泵33连接物料输送管34，空气压缩管32与物料输送管34均与压滤组2的物料入口3相连；所述空气压缩管32和物料输送管34上均设有控制管路启闭的电动阀35，所述电动阀35、进料泵33及空气压缩机31分别与控制器36相连；工作时，控制器36控制物料输送管34上的电动阀35打开，利用进料泵33将物料送至压滤组2进行过滤，清理滤渣前，关闭物料输送管34上的电动阀35阀门停止物料的输送，打开空气压缩管32上的电动阀35，压缩空气进入压滤组2，利用压缩空气将滤渣中的剩余液体吹走，使滤渣变得干燥，提高了物料的固含量，脱水率高，速度快，缩短烘干时间，提高了设备的利用率，根据据需要，所述控制器36也可以控制物料输送管34及空气压缩管32上的电动阀35同时打开，通过压缩空气，增强给料压力，使滤板21的分离效果更佳；

所述压滤组2下方设有滤饼切割器4，滤饼切割器4包括两个前后对称设置的斜板41和数根细钢丝42，斜板41的两端连接端板，斜板41的上端与机架1底部固接，并使斜板41与竖直平面之间形成一夹角α，该夹角α为30°至45°，该两个斜板41之间设有若干个细钢丝42；当滤饼下落时，在细钢丝42的作用下，被切割成大小均匀的细长条状，并沿斜板41表面滑落至粉碎器5，防止了滤饼的飞溅；

所述滤饼切割器4下方连接有粉碎器5，粉碎器5内设有转轴51，在转轴51上设置有间隔排列的破碎柱52，在破碎柱52上设置有破碎齿53，转轴51带动破碎柱52进行转动，对进入粉碎器5的滤饼进行破碎处理，在粉碎器5下部开设有出料口54，经粉碎完成的滤料从出料口54排出；通过在压滤组2下方设置粉碎器5，将压榨后形成的滤饼直接破碎后再进行后段加工，缩短加工时间，节省人工操作，提高了作业效率。

滤饼切割器4和粉碎器5之间还设有收集斗6，收集斗6的顶部开口，并连接斜板41，收集斗6的底部开口并设有开关机构，开关机构可以是设置于收集斗6底部的开关板，两个开关板对称设置，两个开关板分别与收集斗6的前侧壁和后侧壁的底部铰接，两个开关板的底部分别连接一个液压缸；液压缸设于收集斗6的下方，其活塞杆插入收集斗6中并与开关板的底部铰接；

液压缸的活塞杆伸缩带动开关板转动，进而使两个开关板之间形成开口，使切割后的滤饼落入粉碎器5中，当需要阻挡滤液时液压缸的伸缩杆伸长将两个开关板合拢，阻挡滤液进入粉碎器；进一步的，可以在开关板相互接触的部分设计密封垫。

收集斗6的底部一侧设有若干个排液口，用于排出滤液；

收集斗6连接滤液收集装置，滤液收集装置包括水咀71、塑料软管72、钢制接头73、金属软管74、渣液泵75和滤液收集管道76，水咀71安装在收集斗6的排液口上，滤液收集管道76采用不锈钢圆形管道，滤液收集管道76上设置有一组与管道内腔连通的进液孔，进液孔位于排液口相对的管道面上，进液孔沿着管道轴向均匀分布，各进液孔之间的间距与各排液口之间的间距相同，进液孔外端口处设置有连接咀，连接咀的内腔与进液孔连通；塑料软管72采用透明塑料管，塑料软管72的一端通过钢制接头73连接在水咀71上，另一端通过钢制接头73连接在连接咀上，用于将收集斗6中的滤液输送之滤液收集管道76中，滤液收集管道76的一端经钢制接头73和金属软管74与渣液泵75连接，渣液泵75和金属软管74相接处设置有球阀，渣液泵75的输出端经管道与储液罐77连接，滤液收集管道76的另一端为排出口，排出口用于将滤液输送至其他工序中，排出口处设有球阀，渣液泵75用于将滤液收集管道76中的滤液输送之储液罐77中；先将水咀71安装在收集斗6所有的排液口上，再在滤液收集管道76的每个进液孔外端面处焊接一个与进液孔连通的连接咀，将塑料软管72一端通过钢制接头73与水咀71连接，另一端通过钢制接头73与对应的连接咀连接，使收集斗6的排液口和滤液收集管路的进液孔连通，收集斗6中排出的滤液经塑料软管72输送至滤液收集管道76中；滤液收集管道76中收集的滤液通过连接在一端的渣液泵75输送至储液罐77贮存，或是直接由滤液收集管道76的排出口输送至其他工序进行再处理或直接应用，在输送过程中，根据生产需要调整球阀对流量进行控制；整个收集过程都是自动化进行的，无需人工干预，不会造成滤液蒸发的问题，既消除了安全隐患，又提高了工人的工作环境质量，且结构简单，安装方便。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。