一种废旧锂电池再生利用正负极粉的分选方法与流程

技术特征：
1.一种废旧锂电池再生利用正负极粉的分选方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将废旧锂电池在惰性气氛下，采用齿形剪切机将废旧锂电池直接一次性破碎，破碎后物料呈5～50mm小片规则形状(不同电池破碎粒度不同)；(2)将破碎片后物料送入回转式电磁炉，惰性气氛下100～200℃进行低温热处理，将废旧锂电池里的电解液挥发，产生废气送入二次燃烧室，经处置达标后再排放；100～200℃低于正极粘接剂的分解温度，正极片表面极粉仍保持原粘接强度，水动力分选时正极片不脱落极粉；(3)将热处理后物料，通入水动力分选机分选，分选出金属壳体和桩头，隔膜，以及负极粉和正、负极片的混合物，负极粉与正、负极片混合物再经振动筛筛分，得到正负极片的混合物，筛下物为负极粉；由于负极粘接剂为水溶性，易溶于水，在经过低温热处理后再进入水中后，负极片极粉大部分会脱落，负极露出集流体铜箔；根据破碎物料在水中的密度不同，分选出三类物料，轻质的隔膜，从上出口分选出；重质的金属壳体和桩头，从下出口选出；而正、负极片以及脱落极粉，从中出口分选出，再经振动筛筛分，得到正、负极片混合物，筛下物为脱落极粉；(4)将步骤(3)所得正负极片的混合物加热干燥，再通过色选机色选，分离得到正极片和负极片；步骤(3)得到的正极片和负极片为小片状，加热干燥，使正负极片呈干燥的松散状态，通过色选机分选，由于小片状负极片大部分脱落极粉露出铜箔，与正极片表面黑色存在明显差异，当色选机图像传感器探测到落下物料中的铜集流体颜色时，喷嘴喷出高速气流将小片状负极片吹出，分离正、负极片；(5)将色选得到的正极片再通入回转式电磁炉，在惰性气氛下500～600 ℃进行高温热解，将正极片中含氟粘接剂高温分解，所产生废气送入二次燃烧室处置，达标后排放；(6)将经高温热解后的正极片，用湿法或干法剥离法分离出正极粉和集流体铝箔；(7)经色选机选出的负极片，用湿法或干法剥离方法分离负极粉和集流体铜箔；所得负极粉与步骤(3)所得筛下物合并为负极混合物。2.根据权利要求1所述的废旧锂电池再生利用正负极粉的分选方法，其特征在于，步骤(3)中，热处理后破碎物料通入水动力分选机，分离出三类物料，上出口物料为轻质的隔膜，下出口物料为重质的金属壳体和桩头，中出口物料为负极粉与正负极片的混合物，经振动筛筛分出极粉和正负极片的混合物，其中负极片极粉大部分脱落，露出铜箔。3.根据权利要求1所述的废旧锂电池再生利用正负极粉的分选方法，其特征在于，步骤(3)中，所述水动力分选机设置有两个腔室，从第一个腔室的上部加入热处理后破碎物料和水，浮在水面的隔膜从上出口分选出；腔室底部设置有螺旋推进器，将沉底的金属壳体、桩头、极粉、和正负极片推进至第二个腔室，腔室底部有斜向设置的喷水口，控制喷出水流量，喷水口上方设置有网带输送机，将沉底的金属壳体、桩头从下出口带出，而极粉、正负极片则随螺旋向上流动的水流，从中出口分选出。4.根据权利要求1所述的废旧锂电池再生利用正负极粉的分选方法，其特征在于，步骤(5)中，热解时间0.5～2小时。5.根据权利要求1所述的废旧锂电池再生利用正负极粉的分选方法，其特征在于，步骤(6)中，所述湿法剥离法是将正极片与稀酸加入剥离机里，缓缓搅拌1～5分钟，再过滤分离，得到正极粉和铝箔；所述稀酸与正极片的液固比为30～5:1，所述稀酸的质量分数为0.5～
5％，搅拌处理的温度为10～30℃；所述干法剥离法是将正极片加入干法剥离机中，底部通入高速气流，高速带动正极片螺旋运动，剥离机内部腔室环壁设置了齿轮状突出物，极片与齿轮状突出物不断撞击下，极片表面极粉与集流体铝箔分离。6.根据权利要求1所述的废旧锂电池再生利用正负极粉的分选方法，其特征在于，步骤(7)中，所述湿法剥离法是将负极片与水一起加入剥离机里，搅拌1～5分钟，再过滤分离得到负极粉和铝箔；所述水与负极片的液固比为30～5:1，搅拌处理的温度为10～30℃；所述干法剥离法是将负极片通入干法剥离机中，底部通入高速气流，高速带动负极片螺旋运动，剥离机内部腔室设置了齿轮状突出物，极片与齿轮状突出物不断撞击下，极片表面极粉与集流体铜箔分离。7.根据权利要求1所述的废旧锂电池再生利用正负极粉的分选方法，其特征在于，所述废旧锂电池为三元或四元锂电池、磷酸铁锂电池、钴酸锂电池；或者为方形锂电池、软包锂电池或圆柱锂电池；或者为剪壳后的电芯。

技术总结
本发明提供了一种废旧锂电池再生利用正负极粉的分选方法。该方法通过一次性破碎、低温热处理、水动力分选、色选，高温热解，湿法或干法剥离实现废旧锂电池中的正、负极粉的分离。本发明利用小片规则状正极片与负极集流体颜色差异，通过色选实现了正、负极片的分离，从而得到分离的正、负极粉，极粉回收率高，铝箔、铜箔全部得到回收。通过前段破碎的低温热处理和正极片的高温热解，避免了电解液和含氟粘接剂对环境的污染以及回收过程的安全问题，可实现规模化工业化生产。现规模化工业化生产。现规模化工业化生产。


技术研发人员：吴光辉 甄必波 谭卫宁 刘心
受保护的技术使用者：湖南江冶新能源科技股份有限公司
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2022/3/8