用于三元锂电子电池正极材料回收镍钴单质的分离设备的制作方法

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4.迄今为止，传统的回收方法无一例外都是将正极材料粉碎、筛选后采用高温焚烧、酸浸出、碱浸出或者酸碱联用等工艺，溶解有价金属后再采用沉淀、萃取等技术提纯回收钴、锂等元素。总之，大多数以前的研究主要集中在回收lib中所含的高价值和高容量材料的回收，采用不同的物质进行分离浸出然后进行分步沉淀。这些工艺技术虽然都成功的回收了废旧锂电池中的有价元素，获得了高纯度的产品，但是也造成一定的资源和能源的浪费而且回收过程复杂难以按比例放大。
5.本发明人为此创新的三元锂电子电池正极材料回收镍钴单质的方法，需要用于磁性分离设备。目前的磁性分离设备较多，根据关键词“名称＝(磁性分离and(设备or装置))”可以检索出中国专利文献82件。大部分的结构适合于颗粒状结构，不太适合于三元锂电子电池正极材料回收镍钴单质时细微粉末的分离。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种用于三元锂电子电池正极材料回收镍钴单质的分离设备。
7.本实用新型的目的通过下列技术方案来实现：
8.用于三元锂电子电池正极材料回收镍钴单质的分离设备，所述分离设备为磁性分离设备，用于三元锂电子电池正极材料回收镍钴的固液混合物分离，包括并排设置的液体收集箱和固体收集箱，及设于液体收集箱上方的磁性输送带、导流槽；及刮取机构；所述刮取机构设于所述磁性输送带上端部的下侧边，包括初刮板和次刮板；所述的次刮板固定于所述液体收集箱的侧壁上端，所述的初刮板固定于所述液体收集箱的侧壁上端或所述次刮板。
9.进一步地，还包括用于固定磁性输送带的输送支架，设于所述输送支架并支撑所述磁性输送带的上驱动轮、下导向轮、次导向轮，及用于驱动所述上驱动轮转动的输送电机；所述下导向轮近于所述液体收集箱的底面，以磁性吸附沉于液体收集箱底部的固体成份；所述次导向轮设于所述导流槽的下方。
10.进一步地，还包括设于所述初刮板和次刮板之间的刮取轮，所述刮取轮为t型截面形状，与所述磁性输送带相邻处的两侧各设有一个磁性滚轮，以使磁性固体成分被吸附在刮取轮表面。
11.进一步地，所述液体收集箱的底面为斜面，液体下落的一端高于另一端，当未被磁性输送吸附走的细小固体物，因为液体收集箱的底部为斜面，从一端移到另一端时，经过包覆于所述下导向轮外周的磁性输送带时，会被吸附住。
12.进一步地，还包括设于液体收集箱底部的振动器，在导流槽没有新的固液混合物流入时，启动振动器，将底部高处可以沉积的固体物，振动移动到低处，从中经过下导向轮的位置，被磁性输送带吸附走。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型利用磁性输送带作为磁性分离时的核心介质，向下往上移动的磁性输送带，在向上吸附带磁性的固体时，同时逐步滤掉其中的液体成分，有利于提高分离的效果。还设有初刮板和次刮板，分二次从磁性输送带上面将粉末的镍钴单质从磁性输送带刮取下来。还进一步地在初刮板和次刮板之间设有
刮取轮，在刮取轮的内壁设有磁性滚轮，进一步地通过磁性将镍钴单质从磁性输送带上面吸附至刮取轮，进一步地提高刮取效率。
附图说明
14.图1为本实用新型分离设备用于三元锂离子电池正极材料的贵金属回收方法具体实施例的步骤示意图；
15.图2为本实用新型分离设备用于三元锂离子电池正极材料的贵金属回收方法具体实施时回收的样品；
16.图3为本实用新型分离设备用于三元锂离子电池正极材料的贵金属回收方法具体实施时回收产物的xrd图；
17.图4为本实用新型分离设备用于三元锂离子电池正极材料的贵金属回收方法具体实施时回收产物的显微放大图(sem图)；
18.图5为本实用新型分离设备具体实施例的结构示意图及其局部放大图；
19.图6为图5实施例中的刮取轮的剖面放大图。
20.图5至图6的附图标记
21.10
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液体收集箱
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20
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固体收集箱
22.30
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磁性输送带
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40
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导流槽
23.50
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刮取机构
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51
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初刮板
24.52
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次刮板
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31
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输送支架
25.311
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上驱动轮
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312
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下导向轮
26.313
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次导向轮
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314
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输送电机
27.53
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刮取轮
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54
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固定板
28.55
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磁性滚轮
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56
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侧支架
具体实施方式
29.下面将通过以下实施例进行清楚、完整地描述本实用新型的技术方案中显然，以下将描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
31.还应当理解，在此本实用新型实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型实施例。如在本实用新型实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
32.本实用新型分离设备用于三元锂离子电池正极材料的贵金属回收方法，包括以下步骤：
33.1)在150
‑
220℃的恒温油浴条件下，将摩尔比为4:1～10:1的氢键供体和胆碱盐，
加热至一定温度进行搅拌，得到低共熔溶剂(des)；
34.2)在150
‑
200℃的恒温油浴条件下，按照重量份，将1重量份的电极材料，粘合剂和导电碳材料的混合物分散于3
‑
10重量份的步骤1)的低共熔溶剂(des)中，充分反应，得到固液混合物；
35.3)将步骤2)的固液混合物进行磁性分离，并对固体物质进行水洗和/或醇洗，去除表面的低共熔溶剂(des)残留，即得到金属单质钴和镍。
36.图2为上述回收方法的样品；图3为上述回收方法的回收产物的xrd图；图4为上述回收方法的回收产物的显微放大图(sem图)。
37.如图5和图6所示，本实用新型用于三元锂电子电池正极材料回收镍钴单质的分离设备，为磁性分离设备，用于三元锂电子电池正极材料回收镍钴单质的固液混合物分离，包括并排设置的液体收集箱10和固体收集箱20，及设于液体收集箱上方的磁性输送带30、导流槽40；及刮取机构50；刮取机构50设于磁性输送带30上端部的下侧边，包括初刮板51和次刮板52；次刮板52固定于液体收集箱10的侧壁上端，初刮板51固定于次刮板52(或者固定在液体收集箱的侧壁上端)。
38.还包括用于固定磁性输送带30的输送支架31，设于输送支架31并支撑磁性输送带30的上驱动轮311、下导向轮312、次导向轮313，及用于驱动上驱动轮311转动的输送电机314；下导向轮312近于液体收集箱10的底面，以磁性吸附沉于液体收集箱10底部的固体成份；次导向轮313设于导流槽40的下方。
39.还包括设于初刮板51和次刮板52之间的刮取轮53(通过二块固定板54固定于初刮板51)，刮取轮53为t型截面形状，与磁性输送带30相邻处的两侧各设有一个磁性滚轮55，以使磁性固体成分被吸附在刮取轮表面。磁性滚轮55一端固定于固定板54，另一端如果悬空的话，稳定性差。为了提高磁性滚轮55的稳定性，还有与固定板54内侧固定的侧支架56，用于固定磁性滚轮55的内端。工作原理为：磁性输送带上的固体物，第一次初刮板，刮取下来，落至固体收集箱；未被刮取下来的固体再与刮取轮接触，因为二个磁性滚轮的磁性至少高于磁性输送带二倍，隔着刮取轮1
‑
2mm厚的外圆壁，也可以将固体物从磁性输送带上吸附下来。又因刮取轮本身无磁性，当外圆表面远离磁性滚轮时，其表面吸附的固体物，就自然地脱落至固体收集箱。
40.其中次刮板优选在磁性输送带与上驱动轮接触面的下方位置，使得次刮板略施压于磁性输送带的表面，从而产生较强的刮取力，具有更好的刮取效率。
41.更进一步地，液体收集箱的底面为斜面，液体下落的一端高于另一端，当未被磁性输送吸附走的细小固体物，因为液体收集箱的底部为斜面，从一端移到另一端时，经过包覆于下导向轮外周的磁性输送带时，会被吸附住，进而提高固液分离的效率。
42.于其它具体实施例中，还可以在液体收集箱的底部增加振动器，在导流槽没有新的固液混合物流入时，启动振动器，将底部高处可以沉积的固体物，振动移动到低处，从中经过下导向轮的位置，被磁性输送带吸附走。
43.于其它具体实施例中，可以不需要初刮板，直接用刮取轮代替初刮板，以降低成本。
44.综上所述，本实用新型利用磁性输送带作为磁性分离时的核心介质，向下往上移动的磁性输送带，在向上吸附带磁性的固体时，同时逐步滤掉其中的液体成分，有利于提高
分离的效果。还设有初刮板和次刮板，分二次从磁性输送带上面将粉末的镍钴单质从磁性输送带刮取下来。还进一步地在初刮板和次刮板之间设有刮取轮，在刮取轮的内壁设有磁性滚轮，进一步地通过磁性将镍钴单质从磁性输送带上面吸附至刮取轮，进一步地提高刮取效率。
45.上述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。