一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合物料浮选分离的方法与流程

本发明属于废旧锂电池回收利用，尤其涉及一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合物料浮选分离的方法。

背景技术：

1、21世纪以来，随着煤、石油、天然气等传统能源的不断消耗以及环境问题的日益突出，开发可持续能源成为解决能源问题的重要途径。随着科技发展与社会进步，锂电池由于具有高能量密度、高工作电压、使用和生产过程中对环境友好、自放电小、无记忆效应、循环性能好、使用寿命长等优点而逐渐获得关注并广泛应用于信息技术、电动汽车、数码产品、储能等领域。随着新能源产业的快速发展以及锂电池的广泛应用，能源金属价格持续攀升，使得下游行业生产成本承压，同时也一定程度限制了新能源产业的进一步发展。同时，废旧锂电池的处理也是目前的重大技术问题，倘若不能得到妥善处置，不仅会危害环境，同时也会造成资源浪费。因此，开展针对废旧锂电池高效回收利用方面的研究不仅能够促进能源金属循环利用以及新能源行业的发展，同时能够保护环境，具有重要的经济与社会意义。

2、作为主要的动力电池，磷酸铁锂电池通常由正极、负极、电解液、隔膜等物质组成。通常情况下，废旧锂电池的回收利用需要先进行拆解、放电、破碎、筛分、色选、重选等预处理作业以回收得到铜箔、铝箔、正负极混合物料等有价组分，之后再采用物理、化学或物理-化学联合方法进一步对正负极混合物料进行分离回收。众多分离回收手段中，浮选因具有清洁、高效、环保、生产成本低等众多优点而成为正负极混合物料分离的重要手段，也越来越受到人们的关注。

3、自然条件下，正负极材料天然疏水性存在较大差异而易于通过浮选进行分离，然而，由于正负极混合物料中仍含有粘接剂pvdf以及六氟磷酸锂等有害组分，这些有害组分可能会进一步覆盖在正极材料磷酸铁锂表面，增加其疏水性，影响正负极混合物料的浮选分离效率。因此，针对上述问题，开发一种清洁高效的磷酸铁锂电池正负极混合物料回收分离方法具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合物料浮选分离的方法，以解决当前存在的当前废旧电池物料回收过程中存在的正极材料活化以及分离困难的问题，该方法工艺简单，操作方便，清洁高效，易于大规模生产。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合物料浮选分离的方法，包括以下步骤：

3、(1)采用有机溶剂对混合物料进行超声洗涤处理。

4、(2)对有机溶剂洗涤物料进行水搅拌洗涤作业。

5、(3)将洗涤物料与水混合置于浮选槽并进行搅拌，搅拌过程依次加入分散剂、抑制剂、捕收剂和起泡剂，并进行粗选作业，粗选沉渣为磷酸铁锂精矿产品。

6、(4)对粗选泡沫产品进行两次精选作业，沉渣顺序返回，一段精选加入抑制剂和起泡剂；二段精选为空白精选，最终泡沫产品为石墨精矿产品。

7、优选地，步骤(1)中，有机洗涤剂为醋酸、甲醇、乙醇中的一种或几种。

8、优选地，步骤(1)中，洗涤时间为5～40min。

9、优选地，步骤(1)中，洗涤在超声波清洗器中进行，超声波清洗器频率为30khz和50khz，功率为100～500w。

10、优选地，步骤(2)中，水洗采用电动机械搅拌器，搅拌转速为300～2000r/min。

11、优选地，步骤(2)中，洗涤料浆浓度为5％～20％。

12、优选地，步骤(2)中，洗涤时间为3～30min。

13、优选地，步骤(3)中，浮选作业采用1l自吸气式机械搅拌浮选机，浮选机转速为2000r/min，浮选时间为5min。

14、优选地，步骤(3)中，浮选料浆浓度为8％～40％。

15、优选地，步骤(3)中，分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠，焦磷酸钠中的一种或几种，用量为50～400g/t。

16、步骤(3)(4)中，抑制剂为植酸、柠檬酸、聚天门冬氨酸中的一种或几种，用量为30～300g/t。

17、步骤(3)中，捕收剂为煤油、柴油中的一种或两种，用量为30～250g/t。

18、步骤(3)(4)中，起泡剂为2#，用量为10～100g/t。

19、本发明与现有技术相比所具有的有益效果：(1)本发明采用有机溶剂对混合电极物料进行超声洗涤，可以充分脱除电极物料表面有机溶物，扩大电极材料表面疏水性差异；(2)本发明搅拌水洗可以进一步脱除电极材料表面有机物及有机溶剂残留，有利于后续浮选分离；(3)本发明对泡沫产品(石墨)进行多段浮选作业，可以得到高纯度电极材料产品。

技术特征：

1.一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合物料浮选分离的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合物料浮选分离的方法，其特征在于，步骤(1)中，有机洗涤剂为醋酸、甲醇、乙醇中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合物料浮选分离的方法，其特征在于，步骤(1)中，洗涤时间为5～40min。

4.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合物料浮选分离的方法，其特征在于，步骤(1)中，洗涤在超声波清洗器中进行，超声波清洗器频率为30khz和50khz，功率为100～500w。

5.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合物料浮选分离的方法，其特征在于，步骤(2)中，水洗采用电动机械搅拌器，搅拌转速为300～2000r/min。

6.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合物料浮选分离的方法，其特征在于，步骤(2)中，洗涤料浆浓度为5％～20％。

7.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合物料浮选分离的方法，其特征在于，步骤(2)中，洗涤时间为3～30min。

8.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合物料浮选分离的方法，其特征在于，步骤(3)中，浮选作业采用1l自吸气式机械搅拌浮选机，浮选机转速为2000r/min，浮选时间为5min。

9.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合物料浮选分离的方法，其特征在于，步骤(3)中，浮选料浆浓度为8％～40％。

10.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合物料浮选分离的方法，其特征在于，步骤(3)中，分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠，焦磷酸钠中的一种或几种，用量为50～400g/t；

技术总结
本发明公开一种废旧磷酸铁锂电池正负极混合物料浮选分离的方法，属于废旧电池资源化技术领域，本方法通过对磷酸铁锂正负极混合物料进行有机物超声洗涤以及搅拌水洗处理，从而实现正负极混合物料表面有机物的脱除，从而扩大正负极物料表面疏水性差异，提高浮选分离效率，同时采用“一粗两精”浮选工艺流程以便实现正负极混合物料的高效分离，得到纯度较高的磷酸铁锂正极物料和石墨产品。本发明具有流程简单，操作方便，成产效率高等优势。

技术研发人员：万承平,彭灿,李青峰
受保护的技术使用者：湖南五创循环科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12