一种三元电池黑粉酸化焙烧的方法及装置与流程

本公开涉及材料再生利用，具体而言，涉及一种三元电池黑粉酸化焙烧的方法及装置。

背景技术：

1、随着社会的不断发展，新能源汽车已走进了千家万户。在经过一段时间的快速发展后，新能源汽车配套的动力电池也开始大量退役，大量退役的动力电池中含有有毒有害物质、同时也含有生产动力电池所需的镍钴锂等原材料。动力电池中的有毒有害物质会对环境造成严重污染、所含的镍钴锂三元素可进行工业化再生形成循环利用。

2、因此，如何对退役动力电池进行处理已经成为一个急需解决的问题。

3、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本公开实施例的目的在于提供一种三元电池黑粉酸化焙烧的方法及装置，能够对三元电池黑粉进行再生处理。

2、根据本公开实施例的一个方面，提供了一种三元电池黑粉酸化焙烧方法，该三元电池黑粉酸化焙烧方法包括：

3、提供三元电池黑粉酸化焙烧装置，所述三元电池黑粉酸化焙烧装置包括失重稳料设备、酸化窑、加酸排烟设备、焙烧窑、冷却窑与除尘组件；所述失重稳料设备用于通过进口填充三元电池黑粉，并对三元电池黑粉进行计量；所述酸化窑包括回转筒体、第一加热组件和第一送料设备；所述第一送料设备用于将所述失重稳料设备中的三元电池黑粉输送至所述回转筒体中；沿所述回转筒体的轴向，所述回转筒体上靠近进料口的内壁上设置有前正向螺旋和前反向螺旋以形成均化打散结构，所述回转筒体上靠近出料口的内壁上设置有尾正向螺旋；所述第一加热组件包括加热套筒，所述加热套筒套设在所述回转筒体上；沿所述回转筒体的轴向，所述回转筒体的外壁上设置有外返料螺旋；所述回转筒体上靠近出料口的一端设置有返料进口，所述回转筒体上靠近进料口的一端设置有返料出口，所述外返料螺旋位于所述回转筒体与所述加热套筒之间的通道，用于将所述返料进口的返料输送至所述返料出口，以使返料通过所述返料出口进入所述回转筒体内；沿所述回转筒体的轴向，所述回转筒体的内壁的中间部位上设置有破碎组件，所述破碎组件与所述回转筒体的内壁配合用于对结块的酸化料进行破碎；所述加酸排烟设备包括排烟管和加酸组件，所述排烟管与所述酸化窑的内部连通，所述加酸组件与所述排烟管连通，所述加酸组件通过所述排烟管能够向所述酸化窑的内部加酸，所述酸化窑的酸化烟气通过所述排烟管排出；所述焙烧窑包括焙烧窑筒体、第二加热组件、焙烧窑出料箱和第二送料设备；所述第二送料设备用于将从所述酸化窑排出的酸化料输送至所述焙烧窑筒体中；所述第二加热组件设于所述焙烧窑筒体上，用于对所述焙烧窑筒体进行加热；所述冷却窑包括冷却窑筒体、冷却窑出料箱和第三送料设备；所述第三送料设备用于将从所述焙烧窑排出的焙烧料输送至所述冷却窑筒体中，通过所述冷却窑对焙烧料进行冷却并排出；所述除尘组件包括干式除尘组件和湿式除尘组件，所述除尘组件与所述酸化窑的排烟管及所述焙烧窑的排烟管路连通，用于对所述酸化窑排出的酸化烟气及所述焙烧窑排出的焙烧烟气进行除尘；

4、将三元电池黑粉送入失重稳料设备，通过所述失重稳料设备计量后送入所述酸化窑的所述第一送料设备，所述第一送料设备将三元电池黑粉推进所述回转筒体的前部与所述返料出口的返料进行第一次混合；

5、采用加酸排烟设备通过所述排烟管将硫酸喷入所述回转筒体内，使硫酸与第一次混合后的混合料进行第二次混合，形成混酸料；通过所述第一加热组件对所述回转筒体进行加热；

6、所述回转筒体中的混酸料进入所述回转筒体的内部进行酸化反应，经过所述前反向螺旋和所述前正向螺旋组成的所述均化打散装置进行打散，通过所述破碎组件与所述回转筒体的内壁配合对酸化反应结块的酸化料进行破碎；酸化料反应后形成酸化尾料，部分酸化尾料由所述返料进口经所述外返料螺旋送至所述回转筒体前端的所述返料出口排出，完成返料循环，其余的酸化尾料由所述回转筒体的出料箱排出；

7、将所述酸化窑的出料箱排出的酸化料通过所述第二送料设备送入所述焙烧窑的所述焙烧窑筒体内进行反应；通过所述第二加热组件对所述焙烧窑筒体进行加热；

8、将从所述焙烧窑出来的焙烧料通过所述第三送料设备送入所述冷却窑的所述冷却窑筒体中进行降温；

9、从所述焙烧窑的排烟管引出的焙烧烟气与所述酸化窑的排烟管引出的酸化烟气在所述干式除尘组件除尘后，通过所述除尘组件对所述酸化窑排出的酸化烟气及所述焙烧窑排出的焙烧烟气进行除尘。

10、在本公开的一种实施例中，所硫酸浓度为95％～100％，三元电池黑粉与浓硫酸分别进入酸化窑进行混合酸化时的料酸配比为1:1.1～1:1.5。

11、在本公开的一种实施例中，所述酸化料进入所述焙烧窑的焙烧时间为120min～180min，焙烧温度为600℃～750℃；在焙烧窑内酸化料会继续反应，整个加热段温度波动在±5℃以内；从所述焙烧窑排出的焙烧料在所述冷却窑内冷却后的物料温度≤60℃。

12、在本公开的一种实施例中，所述湿式除尘组件包括：文丘里除尘器、喷淋洗涤塔、文丘里循环槽、文丘里循环泵与换热器，所述文丘里除尘器的进口与所述干式除尘组件的出口连通，所述文丘里除尘器用于对所述干式除尘组件排出的酸化烟气及焙烧烟气进行湿法除尘；所述喷淋洗涤塔的进口与所述文丘里除尘器的出口连通，所述喷淋洗涤塔用于对所述文丘里除尘器排出的酸化烟气及焙烧烟气进行湿法除尘；所述喷淋洗涤塔的出口用于排出湿法除尘后的烟气；所述文丘里循环槽用于容纳喷淋液体，所述文丘里循环槽与所述喷淋洗涤塔的底部连通；所述文丘里循环泵与所述文丘里循环槽连通，用于抽取所述喷淋液体；所述换热器与所述文丘里循环泵的出口连接，用于对所述文丘里循环泵抽取的所述喷淋液体进行冷却；所述换热器的出口与所述文丘里除尘器连接，将冷却后的所述喷淋液体输送至所述文丘里除尘器中进行湿法除尘；

13、通过所述除尘组件对所述酸化窑排出的酸化烟气及所述焙烧窑排出的焙烧烟气进行除尘，包括：

14、所述酸化窑的排烟管引出的酸化烟气，经过旋风除尘器除尘后，在文丘里除尘器中，采用来自文氏管循环槽经过换热器降温后的液体除尘，再在喷淋洗涤塔中，用原水及来自洗涤泵的液体除尘，形成除尘后的酸化烟气；

15、所述焙烧窑的排烟管引出的焙烧烟气，经过旋风除尘器除尘后，在文丘里除尘器中，采用来自文氏管循环槽经过换热器降温后的液体除尘，再在喷淋洗涤塔中，用原水及来自洗涤泵的液体除尘，形成除尘后的焙烧烟气。

16、根据本公开实施例的另一个方面，提供了一种三元电池黑粉酸化焙烧装置，三元电池黑粉酸化焙烧装置包括：

17、失重稳料设备，所述失重稳料设备用于通过进口填充三元电池黑粉，并对三元电池黑粉进行计量；

18、酸化窑，所述酸化窑包括回转筒体、第一加热组件和第一送料设备，所述第一送料设备用于将所述失重稳料设备中的三元电池黑粉输送至所述回转筒体中；沿所述回转筒体的轴向，所述回转筒体上靠近进料口的内壁上设置有前正向螺旋和前反向螺旋以形成均化打散结构，所述回转筒体上靠近出料口的内壁上设置有尾正向螺旋；所述第一加热组件包括加热套筒，所述加热套筒套设在所述回转筒体上；沿所述回转筒体的轴向，所述回转筒体的外壁上设置有外返料螺旋；所述回转筒体上靠近出料口的一端设置有返料进口，所述回转筒体上靠近进料口的一端设置有返料出口，所述外返料螺旋位于所述回转筒体与所述加热套筒之间的通道，用于将所述返料进口的返料输送至所述返料出口，以使返料通过所述返料出口进入所述回转筒体内；沿所述回转筒体的轴向，所述回转筒体的内壁的中间部位上设置有破碎组件，所述破碎组件与所述回转筒体的内壁配合用于对结块的酸化料进行破碎；

19、加酸排烟设备，所述加酸排烟设备包括排烟管和加酸组件，所述排烟管与所述酸化窑的内部连通，所述加酸组件与所述排烟管连通，所述加酸组件通过所述排烟管能够向所述酸化窑的内部加酸，所述酸化窑的酸化烟气通过所述排烟管排出；

20、焙烧窑，所述焙烧窑包括焙烧窑筒体、第二加热组件、焙烧窑出料箱和第二送料设备，所述第二送料设备用于将从所述酸化窑排出的酸化料输送至所述焙烧窑筒体中；所述第二加热组件设于所述焙烧窑筒体上，用于对所述焙烧窑筒体进行加热；

21、冷却窑，所述冷却窑包括冷却窑筒体、冷却窑出料箱和第三送料设备，所述第三送料设备用于将从所述焙烧窑排出的焙烧料输送至所述冷却窑筒体中，通过所述冷却窑对焙烧料进行冷却并排出；

22、除尘组件，所述除尘组件与所述酸化窑的排烟管及所述焙烧窑的排烟管路连通，用于对所述酸化窑排出的酸化烟气及所述焙烧窑排出的焙烧烟气进行除尘。

23、在本公开的一种实施例中，所述回转筒体的出料口的内部上设置有多个提料板，所述提料板沿所述回转筒体的径向设置，多个所述提料板沿所述回转筒体的轴向分布。

24、在本公开的一种实施例中，所述除尘组件包括干式除尘组件和湿式除尘组件，所述干式除尘组件与所述酸化窑的排烟管及所述焙烧窑的排烟管路连通，用于对所述酸化窑排出的酸化烟气及所述焙烧窑排出的焙烧烟气进行干法除尘；所述湿式除尘组件与所述干式除尘组件连通，用于对所述干式除尘组件排出的酸化烟气及焙烧烟气进行湿法除尘。

25、在本公开的一种实施例中，所述干式除尘组件包括：

26、第一旋风除尘器，所述第一旋风除尘器与所述酸化窑排烟管连通，所述第一旋风除尘器用于对通过所述排烟管进入的酸化烟气进行除尘；所述第一旋风除尘器的底部与所述第二送料设备，通过所述第二送料设备将沉料输送至所述焙烧窑筒体中；

27、第二旋风除尘器，所述第二旋风除尘器通过烟气管路与所述焙烧窑筒体的内部连通，用于对所述焙烧窑筒体排出的焙烧烟气进行除尘；所述第二旋风除尘器的底部与所述第二送料设备，通过所述第二送料设备将沉料输送至所述焙烧窑筒体中。

28、在本公开的一种实施例中，所述湿式除尘组件包括：

29、文丘里除尘器，所述文丘里除尘器的进口与所述第一旋风除尘器及所述第二旋风除尘器出口连通，所述文丘里除尘器用于对所述第一旋风除尘器及所述第二旋风除尘器排出的酸化烟气及焙烧烟气进行湿法除尘；

30、喷淋洗涤塔，所述喷淋洗涤塔的进口与所述文丘里除尘器的出口连通，所述喷淋洗涤塔用于对所述文丘里除尘器排出的酸化烟气及焙烧烟气进行湿法除尘；所述喷淋洗涤塔的出口用于排出湿法除尘后的烟气；

31、文丘里循环槽，所述文丘里循环槽用于容纳喷淋液体，所述文丘里循环槽与所述喷淋洗涤塔的底部连通；

32、文丘里循环泵，所述文丘里循环泵与所述文丘里循环槽连通，用于抽取所述喷淋液体；

33、换热器，所述换热器与所述文丘里循环泵的出口连接，用于对所述文丘里循环泵抽取的所述喷淋液体进行冷却；所述换热器的出口与所述文丘里除尘器连接，将冷却后的所述喷淋液体输送至所述文丘里除尘器中进行湿法除尘。

34、在本公开的一种实施例中，所述喷淋洗涤塔的顶部设置有原水进口，所述湿式除尘组件还包括：

35、洗涤泵，所述洗涤泵与所述喷淋洗涤塔的底部连通，用于将所述喷淋洗涤塔的底部的洗涤液输送至所述喷淋洗涤塔的顶部进行湿法除尘。

36、本公开提供的三元电池黑粉酸化焙烧方法，通过失重稳料设备对三元电池黑粉进行计量，通过第一送料设备用于将失重稳料设备中的三元电池黑粉输送至回转筒体中，加酸排烟设备包括排烟管和加酸组件，加酸组件通过排烟管能够向酸化窑的内部加酸，酸化窑的酸化烟气通过排烟管排出；通过第一加热组件对回转筒体进行加热，进而实现对酸化料进行加热，提高反应速率；尾正向螺旋及外返料螺旋构成的自返料结构将高温酸化料返回至回转筒体的进料端，含湿物料直接落在返料上，不与筒壁接触，降低对筒体的腐蚀，同时大量返料能有效地分散易形成粘稠状态的反应物料，使反应物呈松散状态，防止粘壁、结圈；前反向螺旋及前正向螺旋构成的均化打散结构及破碎组件可将块状物料打散、碾碎，使物料呈松散状态，避免酸化料在筒壁上结疤；同时，酸化过程中物料不会粘结成颗粒状，酸化率高，进而提高了镍钴锂等元素的回收率，增加了企业的经济效益，避免了工业原料的浪费；此外，通过除尘组件对酸化窑排出的酸化烟气及焙烧窑排出的焙烧烟气进行除尘，能够避免酸化生产过程中产生大量的烟气和粉尘泄露污染环境，避免伤害岗位员工的身体健康，酸化后产生的大量烟气、水蒸气、粉尘经过除尘组件，从出气管排出时不会堵塞出气管道，使得生产正常进行，降低了设备维修量和工人的劳动强度。

37、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。