鋰離子電池中鈷酸鋰、金屬和塑料的分離方法及設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子廢物資源化處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池中鈷酸鋰、金屬和塑料的分離方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池以其能量密度高、工作電壓大、無記憶效應和循環(huán)壽命長等優(yōu)點，被廣泛應用于被廣泛用于日常生活中，例如攝像機、移動電話、筆記本電腦及便攜式測量儀器等各種電子產(chǎn)品中，它也是電動汽車首選的輕便高能動力電源。而這些鋰離子電池在報廢后，常常會給環(huán)境和人體健康帶來一定的危害。與此同時，廢舊鋰離子電池中含有的鋰(Li)和鈷Co是價值很高的戰(zhàn)略性資源，因此無論從環(huán)保還是經(jīng)濟角度考慮，都應該對廢舊鋰離子電池進行資源化回收。
[0003]經(jīng)測定，廢舊鋰離子電池中鉆、鋰、銅、招、猛、鎳等的含量分別為10%，1.5%，12%，31%，3%，1%。我國的鋰資源雖然比較豐富，但開采能力不完善，提鋰成本不具備競爭力。廢鋰離子電池的資源化不僅具有環(huán)境意義，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展更具有長遠的戰(zhàn)略價值。我國的鈷資源比較缺乏，鈷的來源主要靠鎳、銅、鋅冶煉系統(tǒng)的回收以及在生產(chǎn)和使用產(chǎn)生的大量含鈷廢料進行提煉。
[0004]廢舊鋰離子電池的資源化處理過程主要包括火法、濕法和生物法三大類。其中濕法通常用氫氧化鈉、硫酸、硝酸、雙氧水等化學試劑將鋰電池正極中的鋰、鈷等金屬離子浸出，然后通過沉淀、萃取、鹽析等后續(xù)精制方法來凈化、分離、提純，鋰、鈷等金屬元素。此方法主要采用強酸，易造成二次污染?；鸱ㄒ獙囯x子電池進行焙燒，然后在篩分，如此不僅制造了大量廢氣且容易破壞活性物質(zhì)的物理結(jié)構(gòu)。而生物方法回收處理鋰離子電池還處于研究階段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種通過物理作用回收鋰離子電池中鈷酸鋰、金屬和塑料的分離方法。
[0006]為解決上述問題采用的技術(shù)方案是:鋰離子電池中鈷酸鋰、金屬和塑料的分離方法包括如下步驟:
[0007]A、將廢舊鋰離子電池進行放電處理；
[0008]B、對放電后的廢舊鋰離子電池進行機械破碎，
[0009]C、破碎料進入第一清洗罐內(nèi)，
[0010]D、破碎料與清洗液混合并攪拌得到混合液；
[0011]E、通過第一清洗罐的排料口將混合液上層的塑料、薄膜等排出；
[0012]F、第一抽濾裝置抽取混合液，碳粉及鈷酸鋰懸浮液進入第一抽濾裝置，固體混合物留于第一清洗罐內(nèi)，第一抽濾裝置分離碳粉及鈷酸鋰和清洗液；
[0013]G、將固體混合物通過輸送裝置送入第二清洗罐內(nèi)，在第二清洗罐和第二抽濾裝置內(nèi)重復步驟D至F，再次分離塑料及薄膜、碳粉及鈷酸鋰、固體混合物和清洗液；
[0014]H、將固體混合物送入第三清洗罐內(nèi)，在第三清洗罐和第三抽裝置內(nèi)重復步驟D至F，進一步分離塑料及薄膜、碳粉及鈷酸鋰、固體混合物和清洗液。
[0015]進一步的是:清洗液為水。
[0016]進一步的是:步驟B中，采用的破碎設(shè)備為濕式剪切破碎機，濕式破碎用水來自第一抽濾裝置、第二抽濾裝置和第三抽濾裝置分離得到的清洗液。
[0017]進一步的是:步驟A中，將廢舊鋰離子電池進行放電處理的具體方法為將廢舊鋰離子電池在鹽水中浸泡。
[0018]本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是:提供一種用于進行上述分離方法的分離設(shè)備。
[0019]鋰離子電池中鈷酸鋰、金屬和塑料的分離設(shè)備包括三個清洗灌、三個抽濾裝置和兩個輸送裝置；清洗灌內(nèi)設(shè)置有濾網(wǎng)；一個清洗灌與一個抽濾裝置通過管路連接，管路與清洗灌的連接處位于濾網(wǎng)下方；三個清洗灌分別為第一清洗罐、第二清洗罐和第三清洗罐，一個輸送裝置由第一清洗罐下方延伸至第二清洗罐上方，另一個輸送裝置由第二清洗罐下方延伸至第三清洗罐上方。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:能夠有效回收廢舊鋰離子電池正極材料中的鈷酸鋰，本發(fā)明采用純物理式的分離方法，避免了化學分離方法對環(huán)境的污染，鈷酸鋰的回收率超過90%。
【附圖說明】
:
[0021]圖1是鋰離子電池中鈷酸鋰、金屬和塑料的分離方法的流程圖；
[0022]圖2是鋰離子電池中鈷酸鋰、金屬和塑料的分離設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖中標記為:清洗灌1、第一清洗罐1-1、第二清洗罐1-2、第三清洗罐1-3、輸送裝置2、第一抽濾裝置3-1、第二抽濾裝置3-2、第三抽濾裝置3-3。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進一步說明。
[0025]鋰離子電池中鈷酸鋰、金屬和塑料的分離方法包括如下步驟:
[0026]A、將廢舊鋰離子電池進行放電處理；
[0027]B、對放電后的廢舊鋰離子電池進行機械破碎，
[0028]C、破碎料進入第一清洗罐1-1內(nèi)，
[0029]D、破碎料與清洗液混合并攪拌得到混合液；清洗液可以為水。
[0030]E、通過第一清洗罐1-1的排料口將混合液上層的塑料、薄膜等排出；
[0031]F、第一抽濾裝置3-1抽取混合液，碳粉及鈷酸鋰懸浮液進入第一抽濾裝置3-1，固體混合物留于第一清洗罐1-1內(nèi)，第一抽濾裝置3-1分離碳粉及鈷酸鋰和清洗液；
[0032]G、將固體混合物通過輸送裝置2送入第二清洗罐1-2內(nèi)，在第二清洗罐1-2和第二抽濾裝置3-2內(nèi)重復步驟D至F，再次分離塑料及薄膜、碳粉及鈷酸鋰、固體混合物和清洗液；
[0033]H、將固體混合物送入第三清洗罐1-3內(nèi)，在第三清洗罐1-3和第三抽裝置3_3內(nèi)重復步驟D至F，進一步分離塑料及薄膜、碳粉及鈷酸鋰、固體混合物和清洗液。
[0034]上述步驟中固體混合物主要包括銅和鋁。步驟B中，采用的破碎設(shè)備推薦為濕式剪切破碎機。為了節(jié)約水資源濕式破碎用水來自第一抽濾裝置1-1、第二抽濾裝置1-2和第三抽濾裝置1-3分離得到的清洗液。
[0035]步驟A中，將廢舊鋰離子電池進行放電處理的具體方法可以是將廢舊鋰離子電池在鹽水中浸泡。將廢舊鋰離子電池進行放電處理的作用是避免防止電池中殘留電量對破碎的影響。
[0036]機械破碎后，鈷酸鋰及碳粉的脫落，電池初步分解為鈷酸鋰及碳粉、銅和鋁以及塑料和薄膜。第一清洗罐1-1內(nèi)，鈷酸鋰及碳粉進一步從銅和鋁以及塑料和薄膜上脫落。鈷酸鋰及碳粉與清洗液形成懸浮液，塑料和薄膜浮在懸浮液上方，銅和鋁下沉。通過抽濾裝置3抽走懸浮液即可使懸浮液與塑料和薄膜以及銅和鋁分離。先行將塑料和薄膜排出的好處是避免細小的塑料和薄膜進入抽濾裝置3及管路造成堵塞。步驟D至F進行多次是為了分離更徹底，更多的回收鈷酸鋰
[0037]為了進行上述方法，需要相應的分離設(shè)備。鋰離子電池中鈷酸鋰、金屬和塑料的分離設(shè)備包括三個清洗灌1、三個抽濾裝置3和兩個輸送裝置2 ;清洗灌1內(nèi)設(shè)置有濾網(wǎng)；一個清洗灌1與一個抽濾裝置3通過管路連接，管路與清洗灌1的連接處位于濾網(wǎng)下方；三個清洗灌1分別為第一清洗罐1-1、第二清洗罐1-2和第三清洗罐1-3，一個輸送裝置2由第一清洗罐1-1下方延伸至第二清洗罐1-2上方，另一個輸送裝置2由第二清洗罐1-2下方延伸至第二清洗Si 1-3上方。
[0038]清洗灌1內(nèi)設(shè)置有濾網(wǎng)，管路與清洗灌1的連接處位于濾網(wǎng)下方的作用是避免抽濾裝置3吸入塑料和薄膜以及銅和鋁。
【主權(quán)項】
1.鋰離子電池中鈷酸鋰、金屬和塑料的分離方法，其特征在于:包括如下步驟: A、將廢舊鋰離子電池進行放電處理； B、對放電后的廢舊鋰離子電池進行機械破碎， C、破碎料進入第一清洗罐(1-1)內(nèi)， D、破碎料與清洗液混合并攪拌得到混合液； E、通過第一清洗罐(1-1)的排料口將混合液上層的塑料、薄膜等排出； F、第一抽濾裝置(3-1)抽取混合液，碳粉及鈷酸鋰懸浮液進入第一抽濾裝置(3-1)，固體混合物留于第一清洗罐(1-1)內(nèi)，第一抽濾裝置(3-1)分離碳粉及鈷酸鋰和清洗液； G、將固體混合物通過輸送裝置(2)送入第二清洗罐(1-2)內(nèi)，在第二清洗罐(1-2)和第二抽濾裝置(3-2)內(nèi)重復步驟D至F，再次分離塑料及薄膜、碳粉及鈷酸鋰、固體混合物和清洗液； H、將固體混合物送入第三清洗罐(1-3)內(nèi)，在第三清洗罐(1-3)和第三抽裝置(3-3)內(nèi)重復步驟D至F，進一步分離塑料及薄膜、碳粉及鈷酸鋰、固體混合物和清洗液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池中鈷酸鋰、金屬和塑料的分離方法，其特征在于:清洗液為水。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池中鈷酸鋰、金屬和塑料的分離方法，其特征在于:步驟B中，采用的破碎設(shè)備為濕式剪切破碎機，濕式破碎用水來自第一抽濾裝置(1-1)、第二抽濾裝置(1-2)和第三抽濾裝置(1-3)分離得到的清洗液。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池中鈷酸鋰、金屬和塑料的分離方法，其特征在于:步驟A中，將廢舊鋰離子電池進行放電處理的具體方法為將廢舊鋰離子電池在鹽水中浸泡。5.鋰離子電池中鈷酸鋰、金屬和塑料的分離設(shè)備，其特征在于:包括三個清洗灌(1)、三個抽濾裝置(3)和兩個輸送裝置(2);清洗灌(1)內(nèi)設(shè)置有濾網(wǎng)；一個清洗灌(1)與一個抽濾裝置(3)通過管路連接，管路與清洗灌(1)的連接處位于濾網(wǎng)下方；三個清洗灌(1)分別為第一清洗罐(1-1)、第二清洗罐(1-2)和第三清洗罐(1-3)，一個輸送裝置(2)由第一清洗罐(1-1)下方延伸至第二清洗罐(1-2)上方，另一個輸送裝置(2)由第二清洗罐(1-2)下方延伸至第三清洗罐(1-3)上方。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋰離子電池中鈷酸鋰、金屬和塑料的分離方法及設(shè)備，涉及電子廢物資源化處理技術(shù)領(lǐng)域，提供一種通過物理作用回收鋰離子電池中鈷酸鋰、金屬和塑料的分離方法以及進行該方法的設(shè)備。鋰離子電池中鈷酸鋰、金屬和塑料的分離方法包括如下步驟：A、將廢舊鋰離子電池進行放電處理；B、對放電后的廢舊鋰離子電池進行機械破碎，C、破碎料進入清洗罐內(nèi)，D、破碎料與清洗液混合并攪拌得到混合液；E、通過清洗罐的排料口將混合液上層的塑料、薄膜等排出；F、抽濾裝置抽取混合液，碳粉及鈷酸鋰懸浮液進入抽濾裝置，固體混合物留于清洗罐內(nèi)，抽濾裝置分離碳粉及鈷酸鋰和清洗液；為了分離徹底將D至F步驟重復兩次。
【IPC分類】B09B5/00, B09B3/00, H01M10/54
【公開號】CN105290087
【申請?zhí)枴緾N201510827234
【發(fā)明人】張國強, 王煉, 江先洪, 郅慧, 吉美舞
【申請人】四川長虹格潤再生資源有限責任公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月24日