一种用于废旧电池材料回收的系统及其回收工艺的制作方法

本发明属于废旧电池再利用技术领域，尤其涉及一种用于废旧电池材料的装回收的系统及其回收工艺。

背景技术

动力电池是指具有较大电能容量和输出功率，可配置电动自行车、电动汽车、电动设备及工具驱动电源的电池。随着新能源电动汽车的蓬勃发展，动力电池市场呈现出高速增长的态势；与此同时，动力电池报废量日益增多，报废动力电池的回收利用成为影响到动力电池产业发展的一个重要因素。

国内动力电池回收行业还处于起步摸索阶段，动力电池的自动化拆解程度低，主要依靠人工进行拆解。目前的废旧电池回收还存在以下不足：1)动力电池分为硬壳电池和软壳电池，一般不作区分处理，2)电池材料中铜颗粒、铝颗粒和黑粉回收的效率低，3)排出的废气污染环境。

技术实现要素：

本发明目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种用于废旧电池材料回收的系统及其回收工艺，该系统配合工艺能筛分出硬壳电池和软壳电池，提高电池材料中铜颗粒、铝颗粒和黑粉的回收率，净化电池材料回收过程中产生的废气。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种用于废旧电池材料回收的系统，其包括预处理装置和筛选装置；

所述预处理装置包括输送设备，所述输送设备包括可改变输送方向的双向输送机，所述双向输送机通过改变输送方向将硬壳电池输送至第一破碎机和将软壳电池输送至第二破碎机，所述第一破碎机的出料端通过单向输送机连通有烘干机，所述第二破碎机的出料端通过单向输送机连通所述烘干机；

所述筛选装置包括第三破碎机，所述烘干机的出料端通过单向输送机连通所述第三破碎机的进料端，所述第三破碎机的出料端通过管道依次连通有第一旋风集料器、第一分选机，所述第一分选机的一个出料端通过管道连通有涡流散料器，第一分选机的另一出料端通过管道连通有第二旋风集料器；所述涡流散料器的出料端通过管道依次连通有第三旋风集料器、第二分选机、第四旋风集料器和第三分选机；所述第二旋风集料器的出料端通过管道依次连通有旋振筛、第五旋风集料器和料仓。

涡流散料器已被中国实用新型专利公开(授权公告号为cn205392662u)，涡流散料器能将铜铝混合物充分破碎成颗粒，使附着在铜铝混合物上的其他物质被筛选出来。

优选地，为了防止电池破碎时发生火灾，所述第一破碎机和第二破碎机设置在防火板房内。

优选地，为了充分破碎硬壳电池和软壳电池，所述第一破碎机为双轴破碎机，所述第二破碎机为变频破碎机，所述第三破碎机为锤片式破碎机，所述烘干机为转筒式烘干机。

作为上述技术方案的改进，所述第一破碎机、第二破碎机和烘干机的排气端均通过管道依次连通有喷淋塔、uv光解废气处理设备和第一排风机，所述第一排风机连接的管道上安装有消音器。

作为上述技术方案的改进，所述第三破碎机和第一旋风集料器的排气端均通过管道依次连通有第六旋风集料器、布袋除尘器、活性炭吸附塔、第二排风机，所述第二排风机连接的管道上安装有消音器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二旋风集料器、第三旋风集料器、第四旋风集料器、第五旋风集料器和第三分选机的排气端均通过管道依次连通所述第六旋风集料器。

作为上述技术方案的改进，所述旋振筛的筛网为三层，所述旋振筛设有对应于三层筛网的上筛端、中筛端和下筛端，所述旋振筛的中筛端通过管道与所述涡流散料器的进料端相连通；所述第二分选机的另一出料端通过管道与所述第五旋风集料器的进料端相连通。

作为上述技术方案的改进，所述输送设备包括第一输送机，所述第一输送机沿输送方向的末端下方为所述双向输送机，所述双向输送机的一端下方设有将硬壳电池输送至第一破碎机的第二输送机，所述双向输送机的另一端下方设有将软壳电池输送至第二破碎机的第三输送机；所述第一破碎机的出料端通过第四输送机连通所述烘干机的进料端，所述第二破碎机的出料端通过第五输送机连通所述烘干机的进料端，所述烘干机的出料端通过第六输送机连通所述第三破碎机的进料端。

优选地，为了提高电池材料的输送效率，所述第一输送机、双向输送机、第二输送机和第三输送机为皮带式输送机，所述第四输送机、第五输送机和第六输送机为螺旋式输送机。

优选地，为了提高铜颗粒、铝颗粒和黑粉的回收效率，所述第一分选机的内部通道呈z字型，型号为zxf-300z，根据混合物的重力进行筛选；所述第二分选机为气流分选机，所述第三分选机为重力往复筛。

更有选的，第一选分选机还包括一正压风机和一负压风机，通过正压风机将物料吹送至第一分选机通道中，负压风机通过变频器进行负压的调整，从而达到分选物料的效果。

作为上述技术方案的更进一步改进，所述第一旋风集料器和第六旋风集料器相连通的管道上安装有高压风机，所述第二旋风集料器和第六旋风集料器相连通的管道上安装有高压风机，所述第三旋风集料器和第六旋风集料器相连通的管道上安装有高压风机，所述第四旋风集料器和第六旋风集料器相连通的管道上安装有高压风机，所述第五旋风集料器和第六旋风集料器相连通的管道上安装有高压风机；所述高压风机的排气端与第六旋风集料器的进料端相连通。

高压风机会使第一旋风集料器、第二旋风集料器、第三旋风集料器、第四旋风集料器和第五旋风集料器形成负压，混合物将更容易进入第一旋风集料器、第二旋风集料器、第三旋风集料器、第四旋风集料器和第五旋风集料器中。

另外，本发明还提供所述的系统的回收工艺，其依次包括以下步骤：

s1)双向输送机通过改变输送方向将硬壳电池输送至第一破碎机和将软壳电池输送至第二破碎机，第一破碎机中破碎的硬壳电池通过单向输送机输送至烘干机，第二破碎机中破碎的软壳电池通过单向输送机输送至烘干机，烘干机对破碎的硬壳电池或软壳电池进行烘干处理；

s2)破碎的电池烘干后通过单向输送机输送至第三破碎机，进行破碎处理；第三破碎机破碎后的电池通过管道依次进入第一旋风集料器和第一分选机中进行筛选，电池中的铜铝混合物(含少量黑粉)通过管道进入涡流散料器中，电池中的薄膜、黑粉混合物(含少量铜铝颗粒)通过管道进入第二旋风集料器中；

s3)涡流散料器对铜铝混合物进行破碎处理，破碎的铜铝颗粒通过管道依次进入第三旋风集料器和第二分选机，第二分选机筛选出的铜铝颗粒再通过管道进入第四旋风集料器中，第四旋风集料器筛选干净的铜铝颗粒，干净的铜铝颗粒通过管道进入第三分选机，第三分选机筛选出铜颗粒和铝颗粒；

s4)第二旋风集料器筛选出的薄膜、黑粉混合物，薄膜、黑粉混合物通过管道进入旋振筛中，旋振筛筛选出的黑粉混合物通过管道进入第五旋风集料器中，第五旋风集料器筛选出黑粉，黑粉通过管道进入料仓中存储。

作为上述技术方案的改进，在步骤s1)中，第一破碎机、第二破碎机和烘干机排出的废气通过管道依次进入喷淋塔、uv光解废气处理设备和第一排风机进行净化处理，再经消音处理后排到空气中；

在步骤s2)中，第一旋风集料器和第三破碎机排出的废气通过管道进入第六旋风集料器中，第六旋风集料器筛选出黑粉，第六旋风集料器排出的废气通过管道依次进入布袋除尘器、活性炭吸附塔和第二排风机，进行净化处理，再经消音处理后排到空气中；

在步骤s2)至s4)中，第二旋风集料器、第三旋风集料器、第四旋风集料器、第五旋风集料器和第三分选机排出的废气通过管道进入第六旋风集料器中，第六旋风集料器筛选出黑粉，第六旋风集料器排出的废气通过管道依次进入布袋除尘器、活性炭吸附塔和第二排风机，进行净化处理，再经消音处理后排到空气中。

作为上述技术方案的进一步改进，在步骤s3)至s4)中，旋振筛设有对应于三层筛网的上筛端、中筛端和下筛端，旋振筛的上筛端筛选出薄膜，旋振筛的中筛端筛选出的铜铝混合物通过管道进入涡流散料器中，旋振筛的下筛端筛选出的黑粉混合物进入第五旋风集料器中；所述第二分选机筛选出的黑粉混合物通过管道进入第五旋风集料器中；第五旋风集料器筛选出黑粉。

本发明的有益效果在于：本发明提供一种用于废旧电池材料回收的系统及其回收工艺，该系统包括预处理装置和筛选装置，具有以下优点：

1)预处理包括双向输送机，双向输送机通过改变输送方向将硬壳电池输送至第一破碎机和将软壳电池输送至第二破碎机，这样可以根据电池种类进行区分处理，如硬壳电池优选先用双轴破碎机进行破碎处理，软壳电池优选先用变频高速破碎机进行破碎处理；

2)电池经三次破碎，铜铝颗粒上附着的杂质可以被筛分出来，有利于提高铜颗粒和铝颗粒的回收效率；

3)第一破碎机、第二破碎机和烘干机产生的废气和废液通过管道依次通过喷淋塔、uv光解废气处理设备和第一排风机，排出的废气得到净化，最后经消音处理并排到空气中；

4)铜铝混合物被涡流散料器充分破碎，铜铝颗粒上附着的杂质经气流分选机、旋风集料器和重力往复筛选出去，筛选的铜颗粒和铝颗粒更纯；

5)旋风集料器、三层旋振筛和旋风集料器依次筛选，筛选出更纯的黑粉；气流分选机筛选的黑粉混合物可进一步用于回收黑粉，三层旋振筛筛选出的铜铝混合物可进一步用于回收铜颗粒和铝颗粒；

6)该系统的筛选装置还包括第六旋风集料器，第六旋风集料器可以进一步回收第三破碎机、第一旋风集料器、第二旋风集料器、第三旋风集料器、第四旋风集料器、第五旋风集料器和第三分选机排出废气包含的黑粉，之后废气再经布袋除尘器、活性炭吸附塔、第二排风机和消音器进行净化处理。

附图说明

图1为本发明所述一种用于废旧电池材料回收的系统的流程示意图；

图2为本发明所述一种用于废旧电池材料回收的系统的部分俯视图，图中包含预处理装置；

图3为本发明所述一种用于废旧电池材料回收的系统的部分侧视图，图中包含筛选装置；

图中，1、第一输送机，11、双向输送机，12、第二输送机，13、第三输送机，14、第四输送机，15、第五输送机，16、第六输送机，2、第一破碎机，21、第二破碎机，22、第三破碎机，3、消音器，4、烘干机，5、第一旋风集料器，51、第二旋风集料器，52、第三旋风集料器，53、第四旋风集料器，54、第五旋风集料器，55、第五旋风集料器，6、第一分选机，61、第二分选机，62、第三分选机，7、涡流散料器，71、旋振筛，72、料仓，8、布袋除尘器，81、活性炭吸附塔，82、第二排风机，9、喷淋塔，91、uv光解废气处理设备，92、第一排风机，10、高压风机。

具体实施方式

为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。

应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

实施例1

本实施例提供一种用于废旧电池材料回收的系统，其包括预处理装置和筛选装置；预处理装置包括输送设备，输送设备包括可改变输送方向的双向输送机11，双向输送机11通过改变输送方向将硬壳电池输送至第一破碎机2和将软壳电池输送至第二破碎机21，第一破碎机2的出料端通过单向输送机连通有烘干机4，第二破碎机21的出料端通过单向输送机连通烘干机4；

筛选装置包括第三破碎机22，烘干机4的出料端通过单向输送机连通第三破碎机22的进料端，第三破碎机22的出料端通过管道依次连通有第一旋风集料器5、第一分选机6，第一分选机6的一个出料端通过管道连通有涡流散料器7，第一分选机6的另一出料端通过管道连通有第二旋风集料器51；涡流散料器7的出料端通过管道依次连通有第三旋风集料器52、第二分选机61、第四旋风集料器53和第三分选机62；第二旋风集料器5的出料端通过管道依次连通有旋振筛71、第五旋风集料器54和料仓72。

为了防止电池破碎时发生火灾，优选地，第一破碎机2和第二破碎机21设置在防火板房内。

为了充分破碎硬壳电池和软壳电池，优选地，第一破碎机2为双轴破碎机，第二破碎21机为变频破碎机，第三破碎机22为锤片式破碎机，烘干机4为转筒式烘干机。

为了净化废气和降低噪音，优选地，第一破碎机2、第二破碎机21和烘干机4的排气端均通过管道依次连通有喷淋塔9、uv光解废气处理设备91和第一排风机92，第一排风机92连接的管道上安装有消音器3。

为了收集更多的黑粉、净化废气和降低噪音，优选地，第三破碎机22和第一旋风集料器5的排气端均通过管道依次连通有第六旋风集料器55、布袋除尘器8、活性炭吸附塔81、第二排风机82，第二排风机82连接的管道上安装有消音器3。

为了收集更多的黑粉、净化废气和降低噪音，优选地，第二旋风集料器51、第三旋风集料器52、第四旋风集料器53、第五旋风集料器54和第三分选机62的排气端均通过管道依次连通有第六旋风集料器55、布袋除尘器8、活性炭吸附塔81、第二排风机82，第二排风机82连接的管道上安装有消音器3。

为了进一步充分回收铜铝颗粒和黑粉，优选地，旋振筛71的筛网为三层，旋振筛71设有对应于三层筛网的上筛端、中筛端和下筛端，旋振筛71的中筛端通过管道与涡流散料器7的进料端相连通；第二分选机61的另一出料端通过管道与第五旋风集料器54的进料端相连通。

为了优化输送设备，优选地，输送设备包括第一输送机1，第一输送机1沿输送方向的末端下方为双向输送机11，双向输送机11的一端下方设有将硬壳电池输送至第一破碎机2的第二输送机12，双向输送机11的另一端下方设有将软壳电池输送至第二破碎机21的第三输送机13；第一破碎机2的出料端通过第四输送机14连通烘干机4的进料端，第二破碎机21的出料端通过第五输送机15连通烘干机4的进料端，烘干机4的出料端通过第六输送机16连通第三破碎机22的进料端。

为了提高电池材料的输送效率，优选地，第一输送机1、双向输送机11、第二输送机12和第三输送机13为皮带式输送机，第四输送机14、第五输送机15和第六输送机16为螺旋式输送机。

为了提高铜颗粒、铝颗粒和黑粉的回收效率，优选地，第一分选机6的内部通道呈z字型，型号为zxf-300z，第二分选机61为气流分选机，第三分选机62为重力往复筛。

为了使混合物更容易进入第一旋风集料器5、第二旋风集料器51、第三旋风集料器52、第四旋风集料器53和第五旋风集料器54中，优选地，第一旋风集料器5和第六旋风集料器55相连通的管道上安装有高压风机10，第二旋风集料器51和第六旋风集料器55相连通的管道上安装有高压风机10，第三旋风集料器52和第六旋风集料器55相连通的管道上安装有高压风机10，第四旋风集料器53和第六旋风集料器55相连通的管道上安装有高压风机10，第五旋风集料器54和第六旋风集料器55相连通的管道上安装有高压风机10；高压风机10的排气端与第六旋风集料器55的进料端相连通。

高压风机10会使第一旋风集料器5、第二旋风集料器51、第三旋风集料器52、第四旋风集料器53和第五旋风集料器54形成负压，混合物将更容易进入。

实施例2

本实施例还提供实施例1系统的回收工艺，其依次包括以下步骤：

s1)双向输送机11通过改变输送方向将硬壳电池输送至第一破碎机2和将软壳电池输送至第二破碎机21，第一破碎机2中破碎的硬壳电池通过单向输送机输送至烘干机4，第二破碎机21中破碎的软壳电池通过单向输送机输送至烘干机4，烘干机4对破碎的硬壳电池或软壳电池进行烘干处理；

s2)破碎的电池烘干后通过单向输送机输送至第三破碎机22，进行破碎处理；第三破碎机22破碎后的电池通过管道依次进入第一旋风集料器5和第一分选机6中进行筛选，电池中的铜铝混合物(含少量黑粉)通过管道进入涡流散料器7中，电池中的薄膜、黑粉混合物(含少量铜铝颗粒)通过管道进入第二旋风集料器51中；

s3)涡流散料器7对铜铝混合物进行破碎处理，破碎的铜铝颗粒通过管道依次进入第三旋风集料器52和第二分选机61，第二分选机61筛选出的铜铝颗粒再通过管道进入第四旋风集料器53中，第四旋风集料器53筛选干净的铜铝颗粒，干净的铜铝颗粒通过管道进入第三分选机62，第三分选机62筛选出铜颗粒和铝颗粒；

s4)第二旋风集料器51筛选出的薄膜、黑粉混合物，薄膜、黑粉混合物通过管道进入旋振筛71中，旋振筛71筛选出的黑粉混合物通过管道进入第五旋风集料器54中，第五旋风集料器54筛选出黑粉，黑粉通过管道进入料仓72中存储。

为了回收黑粉、净化废气和降低噪音，优选地，在步骤s1)中，第一破碎机2、第二破碎机21和烘干机4排出的废气通过管道依次进入喷淋塔9、uv光解废气处理设备91和第一排风机92进行净化处理，再经消音处理后排到空气中；

在步骤s2)中，第一旋风集料器5和第三破碎机22排出的废气通过管道进入第六旋风集料55中，第六旋风集料器55筛选出黑粉，第六旋风集料器55排出的废气通过管道依次进入布袋除尘器8、活性炭吸附塔81和第二排风机82，进行净化处理，再经消音处理后排到空气中；

在步骤s2)至s4)中，第二旋风集料器51、第三旋风集料器52、第四旋风集料器53、第五旋风集料器54和第三分选机62排出的废气通过管道进入第六旋风集料器55中，第六旋风集料器55筛选出黑粉，第六旋风集料器55排出的废气通过管道依次进入布袋除尘器8、活性炭吸附塔81和第二排风机82，进行净化处理，再经消音处理后排到空气中。

优选地，在步骤s3)～s4)中，旋振筛71设有对应于三层筛网的上筛端、中筛端和下筛端，旋振筛71的上筛端筛选出薄膜，旋振筛71的中筛端筛选出的铜铝混合物通过管道进入涡流散料器7中，旋振筛71的下筛端筛选出的黑粉混合物进入第五旋风集料器54中；第二分选机61筛选出的黑粉混合物通过管道进入第五旋风集料器54中；第五旋风集料器54筛选出黑粉。

本发明采用上述系统回收电池材料，回收的结果为：铜颗粒中镍钴含量≤1.5％，铝颗粒中镍钴含量≤3％，黑粉回收率≥95％，黑粉中铜含量≤2％，黑粉中铝含量≤4％。

最后所应当说明的是，以上实施例用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者同等替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。