一种废旧电池的拆解分类回收工艺方法与流程

本发明涉及废旧电池回收技术领域，具体指的是一种废旧电池的拆解分类回收工艺方法。

背景技术：

随着通讯、新能源汽车等行业的快速发展，市场上废旧电池的数量不断增大，废旧电池如何处置成为一个不容小觑的问题。目前回收处理的方法主要有两种，一种是火法处理回收有价金属，一种是湿法回收制备各种电池原料。火法处理能耗大，原料回收率低；湿法回收工艺复杂，消耗酸碱量大，易造成二次污染。

cn105655663a该发明公布了一种动力锂离子电池的回收方法，回收主要有两个过程完成，一是pack拆解，一是单体电池拆解。电池pack拆解主要包括电池放电、外壳拆除回收、高压器件拆除回收、高低压器件拆除回收、电池管理系统拆解回收、各种传感器拆解回收、各种辅助功能器件拆解回收、各种线束拆解回收、电池模块拆解为单体电池。单体电池拆解主要包括电池破壳、电解液溶剂回收、电解质无害化处理、电池外壳拆除回收、电芯拆解、隔膜回收、正极片热处理、铝箔回收、正极粉回收、负极片热处理、铜箔回收、负极粉回收。该工艺方法复杂经济性较差，难以规模化应用。

专利号为cn106654431a的发明公布了一种动力电池拆解回收工艺，该工艺包括对废旧电池放电处理；切割放电后的电池，将电池内的残余电解液清除；将清除电解液的电池分离正极片、负极片和隔膜，并分别投入去离子水中浸泡，进行清洗；将电池正极片、负极片清洗后烘干，分别进行高温煅烧，将电池极片上的粉末和金属片分离，分别回收金属片、正极粉末和负极粉末。该工艺将电池中各个部分拆解分离，但极片粉末和金属片的回收率不能得到有效保证，且煅烧温度600～800℃，能耗较大，处理成本增加。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术的上述不足，提出了一种废旧电池的拆解分类回收工艺方法。

本发明采用以下技术方案：一种废旧电池的拆解分类回收工艺方法，包括以下工艺流程：

a.放电：配制0.5～10mol/l的放电溶液，将废旧电池放入溶液中进行放电，放电0.5～10h，所得的废水经过压滤，滤渣滤出，滤液继续作为放电溶液使用；

b.吹干：使用烘干设备对放电后的电池烘干，温度60～120℃，时间1～10h；

c.单轴破碎：使用破碎机对电池进行破碎；

d.振动筛分：破碎后的物料经过筛网漏出，其中小于筛网孔直径的直接漏出，大于筛网孔直径的再次进行撕碎，直至撕碎后碎料可直接漏出为止；筛网的孔径为20mm；为防止筛网堵塞，设有强力震荡装置，不仅避免筛网堵塞，也增加了出料速率；

e.热解：振动筛分能够将30％粉末从电极片上分出，将正极片、负极片、钢壳、隔膜等放入燃烧窑中热解，热解在还原性气氛下进行，温度为200～500℃；

f.废气处理：燃烧窑产生的废气使用两级碱液吸收+活性炭吸附；

g.振动筛分：使用带冷却夹套的埋刮板输送热解后的正极片、负极片、钢壳进入加有强力震荡装置的筛网，将电极材料粉末从铜铝混合金属、钢壳分离出来；

h.磁选：对铜铝混合金属、磁性金属外壳(钢壳)进行磁选分离。

本发明的一种废旧电池的拆解分类回收工艺方法还可以是：

进一步地，所述步骤a中废旧电池包括18650废旧锂电池、32650废旧锂电池、3c废旧电池、软包手机废旧电池等，放电溶液为硫酸钠或氢氧化钠。

进一步地，所述步骤c中破碎机采用的破碎刀为v型刀，v型破碎刀尺寸10～30mm，最优20mm。

进一步地，所述步骤e中热解在还原性气氛、温度为200～500℃下进行，还原性气氛中天然气与空气的比例为1～10。

进一步地，所述步骤f中两级碱液吸收所用的碱为氢氧化钠或氢氧化钙料浆。

进一步地，所述步骤g中所得的电极材料粉末的纯度＞98％。

进一步地，所述步骤h中采用的磁选方式为悬挂连续磁选方式，所得的铜铝混合金属、磁性金属外壳(钢壳)中li、ni、co、mn含量均小于0.1％。

与现有技术相比，本发明通过放电、吹干、单轴破碎、振动筛分、热解、废气处理、筛分、磁选等步骤实现有价金属充分利用，过程简单、成本低，易于工业化生产，具有较高的经济、社会效益。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对发明进行详细的说明。

如图1所示，本发明提出的废旧电池的拆解分类回收工艺方法按照图中流程工艺实施。

实施例1：

a.放电：配制1mol/l的硫酸钠溶液，将18650废旧电池放入溶液中进行放电，放电5h，所得的废水经过压滤，滤渣滤出，滤液继续作为放电溶液使用；

b.吹干：使用烘干设备对放电后的电池烘干，温度为80℃，时间5h；

c.单轴破碎：使用v型刀破碎机进行破碎，v型破碎刀尺寸为20mm；

d.振动筛分：破碎后的物料经过筛网漏出，其中小于筛网孔直径的直接漏出，大于筛网孔直径的再次进行撕碎，直至撕碎后碎料可直接漏出为止；筛网的孔径为20mm；为防止筛网堵塞，设有强力震荡装置，不仅避免筛网堵塞，也增加了出料速率；

e.热解：振动筛分能够将30％粉末从电极片上分出，将正极片、负极片、钢壳、隔膜等放入燃烧窑中热解，热解在还原性气氛(天燃气：空气比例为2:1)下进行，温度为300℃；

f.废气处理：燃烧窑产生的废气使用两级氢氧化钠吸收+活性炭吸附；

g.振动筛分：使用带冷却夹套的埋刮板输送热解后的正极片、负极片、钢壳进入加有强力震荡装置的筛网，将电极材料粉末从铜铝混合金属、钢壳分离出来，所得的电极材料粉末的纯度为98.9％；

h.磁选：采用悬挂连续磁选方式对铜铝混合金属、磁性金属外壳(钢壳)进行磁选分离，所得的铜铝混合金属中li、ni、co、mn含量分别为0.02％、0.03％、0.02％、0.04％，磁性金属外壳(钢壳)中li、ni、co、mn含量分别为0.01％、0.01％、0.01％、0.01％。

实施例2：

a.放电：配制2mol/l的氢氧化钠溶液，将32650废旧电池放入溶液中进行放电，放电5h，所得的废水经过压滤，滤渣滤出，滤液继续作为放电溶液使用；

b.吹干：使用烘干设备对放电后的电池烘干，温度100℃，时间3h；

c.单轴破碎：使用v型刀破碎机进行破碎，v型破碎刀尺寸为10mm；

d.振动筛分：破碎后的物料经过筛网漏出，其中小于筛网孔直径的直接漏出，大于筛网孔直径的再次进行撕碎，直至撕碎后碎料可直接漏出为止；筛网的孔径为20mm；为防止筛网堵塞，设有强力震荡装置，不仅避免筛网堵塞，也增加了出料速率；

e.热解：振动筛分偶30％粉末从电极片上分出，将正极片、负极片、钢壳、隔膜等放入燃烧窑中热解，热解在还原性气氛(天燃气：空气比例为3:1)下进行，温度为400℃；

f.废气处理：燃烧窑产生的废气使用两级氢氧化钙料浆吸收+活性炭吸附；

g.振动筛分：使用带冷却夹套的埋刮板输送热解后的正极片、负极片、钢壳进入加有强力震荡装置的筛网，将电极材料粉末从铜铝混合金属、钢壳分离出来，所得的电极材料粉末的纯度为98.3％；

h.磁选：采用悬挂连续磁选方式对铜铝混合金属、磁性金属外壳(钢壳)进行磁选分离，所得的铜铝混合金属中li、ni、co、mn含量分别为0.04％、0.06％、0.04％、0.05％，磁性金属外壳(钢壳)中li、ni、co、mn含量分别为0.01％、0.01％、0.01％、0.01％。

实施例3：

a.放电：配制5mol/l的氢氧化钠溶液，将3c废旧电池放入溶液中进行放电，放电8h，所得的废水经过压滤，滤渣滤出，滤液继续作为放电溶液使用；

b.吹干：使用烘干设备对放电后的电池烘干，温度120℃，时间2h；

c.单轴破碎：使用v型刀破碎机进行破碎，v型破碎刀尺寸为30mm；

d.振动筛分：破碎后的物料经过筛网漏出，其中小于筛网孔直径的直接漏出，大于筛网孔直径的再次进行撕碎，直至撕碎后碎料可直接漏出为止；筛网的孔径为20mm；为防止筛网堵塞，设有强力震荡装置，不仅避免筛网堵塞，也增加了出料速率；

e.热解：振动筛分偶30％粉末从电极片上分出，将正极片、负极片、钢壳、隔膜等放入燃烧窑中热解，热解在还原性气氛(天燃气：空气比例为2:1)下进行，温度为300℃；

f.废气处理：燃烧窑产生的废气使用两级氢氧化钙料浆吸收+活性炭吸附；

g.振动筛分：使用带冷却夹套的埋刮板输送热解后的正极片、负极片、钢壳进入加有强力震荡装置的筛网，将电极材料粉末从铜铝混合金属、钢壳分离出来，所得的电极材料粉末的纯度为98.4％；

h.磁选：采用悬挂连续磁选方式对铜铝混合金属、磁性金属外壳(钢壳)进行磁选分离，所得的铜铝混合金属中li、ni、co、mn含量分别为0.07％、0.06％、0.07％、0.04％，磁性金属外壳(钢壳)中li、ni、co、mn含量分别为0.01％、0.01％、0.01％、0.01％。

实施例4：

a.放电：配制2mol/l的硫酸钠溶液，将软包手机废旧电池放入溶液中进行放电，放电10h，所得的废水经过压滤，滤渣滤出，滤液继续作为放电溶液使用；

b.吹干：使用烘干设备对放电后的电池烘干，温度100℃，时间4h；

c.单轴破碎：使用v型刀破碎机进行破碎，v型破碎刀尺寸为20mm；

d.振动筛分：破碎后的物料经过筛网漏出，其中小于筛网孔直径的直接漏出，大于筛网孔直径的再次进行撕碎，直至撕碎后碎料可直接漏出为止；筛网的孔径为20mm；为防止筛网堵塞，设有强力震荡装置，不仅避免筛网堵塞，也增加了出料速率；

e.热解：振动筛分偶30％粉末从电极片上分出，将正极片、负极片、钢壳、隔膜等放入燃烧窑中热解，热解在还原性气氛(天燃气：空气比例为8:1)下进行，温度为400℃；

f.废气处理：燃烧窑产生的废气使用两级氢氧化钠溶液吸收+活性炭吸附；

g.振动筛分：使用带冷却夹套的埋刮板输送热解后的正极片、负极片、钢壳进入加有强力震荡装置的筛网，将电极材料粉末从铜铝混合金属、钢壳分离出来，所得的电极材料粉末的纯度为99.2％；

h.磁选：采用悬挂连续磁选方式对铜铝混合金属、磁性金属外壳(钢壳)进行磁选分离，所得的铜铝混合金属中li、ni、co、mn含量分别为0.02％、0.01％、0.01％、0.02％，磁性金属外壳(或钢壳)中li、ni、co、mn含量分别为0.01％、0.01％、0.01％、0.01％。

上述实施例中电池材料粉末纯度技术指标见表1：

表1电极材料粉末纯度技术指标

上述实施例中铜铝混合金属、钢壳中li、ni、co、mn含量技术指标见表2：

表2铜铝混合金属、钢壳中li、ni、co、mn含量技术指标

上述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利和保护范围应以所附权利要求书为准。