近年來(lái), 鋰離子電池在儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域得到了快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。3~5年后, 廢舊鋰電池?cái)?shù)量將呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)趨勢(shì)。如這些廢舊電池處理不當(dāng), 會(huì)給人類(lèi)健康、環(huán)境帶來(lái)隱患。若不能有效回收處理, 還造成資源浪費(fèi)。針對(duì)常規(guī)回收方法在效率、能耗、環(huán)境友好性方面存在的問(wèn)題, 在原回收技術(shù)基礎(chǔ)上, 設(shè)計(jì)出廢舊鋰電池物料分離收集裝置。該裝置采用物理法實(shí)現(xiàn)電池中各組分的分離和收集。全自動(dòng)化回收過(guò)程不引入任何化學(xué)試劑, 電解液回收效率高, 粉塵得到有效收集, 具有綠色低碳、環(huán)保節(jié)能、便于產(chǎn)業(yè)化等特點(diǎn)。
目前, 部分已公開(kāi)的鋰電池回收處理方法存在如下不足:這些方法大都重點(diǎn)關(guān)注了鈷、鎳等貴金屬組分的回收利用, 或者僅對(duì)電極材料進(jìn)行回收利用, 未充分回收利用其他組分, 未對(duì)有害組分進(jìn)行無(wú)害化處理, 回收過(guò)程存在二次污染;回收工藝復(fù)雜, 需要引入大量化學(xué)試劑或者需要高溫處理;回收處理設(shè)備效率低, 不具備大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化運(yùn)行條件。
廢舊鋰電池回收處理技術(shù)發(fā)展方向是清潔環(huán)保、低碳低能耗、自動(dòng)化等, 要能完成正極材料資源化利用和其他組分有效回收, 對(duì)有害組分進(jìn)行環(huán)保處置, 防止二次污染。
在已有回收技術(shù)基礎(chǔ)上, 本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了廢舊鋰電池全組分物料分離收集裝置。該裝置采用物理法實(shí)現(xiàn)廢舊鋰電池中各組分的分離收集。通過(guò)機(jī)械破碎、真空分離、震動(dòng)篩分、比重分離、氣流分離等步驟, 實(shí)現(xiàn)廢舊鋰電池中電極材料、集流體金屬、塑料隔膜、電池外殼的分離收集。分離收集過(guò)程不引入任何化學(xué)試劑, 全程自動(dòng)化。它能對(duì)電解液、粉塵等進(jìn)行收集處理, 具有回收效率高、綠色低碳、環(huán)保節(jié)能、便于產(chǎn)業(yè)化等特點(diǎn)
銅鋁顆粒分選是根據(jù)銅鋁顆粒之間比重、容重、摩擦系數(shù)以及懸浮速度等物理性質(zhì)的不同, 利用他們?cè)谶\(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的自動(dòng)分級(jí), 借助適當(dāng)?shù)墓ぷ髅孢M(jìn)行分選的。比重分選工作面為魚(yú)鱗孔板, 魚(yú)鱗孔板進(jìn)行往復(fù)振動(dòng), 在工作面往復(fù)振動(dòng)的作用下產(chǎn)生自動(dòng)分級(jí), 比重大、表面光滑、粒度小的物料沉于底部, 并與篩面相接觸, 而比重小、表面粗糙、粒度大的物料則浮于上層, 輔以氣流作用, 物料呈現(xiàn)半懸浮狀態(tài)。隨著物料的連續(xù)流入, 上層的銅顆粒在往復(fù)振動(dòng)、自身質(zhì)量及進(jìn)料的推擠力等作用下, 沿傾斜工作面流向下出料口, 而沉于底層的物料則沿傾斜工作面隨篩面推力的作用向上出料口爬行, 實(shí)現(xiàn)銅鋁顆粒物料的分離。
正負(fù)極物料分離設(shè)備主要包括旋風(fēng)筒、噴嘴、氣流發(fā)生器、物料收集裝置。正負(fù)極材料自位于旋風(fēng)筒內(nèi)部左側(cè)下端的噴嘴中以一定高度拋起, 物料即呈0.3~1.5 m高的拋物線狀, 與此同時(shí), 旋風(fēng)筒沿與物料拋物線垂直方向產(chǎn)生0.5~2.0 m/s的均勻氣流場(chǎng), 氣流場(chǎng)分布寬度為0.2~2.0 m, 在正負(fù)極材料下落過(guò)程, 比重較小的負(fù)極材料石墨被氣流吹走并從旋風(fēng)筒上部排出, 正極材料則繼續(xù)回落并自旋風(fēng)筒底部排出, 實(shí)現(xiàn)正負(fù)極材料分離收集。