本發(fā)明屬于電池領(lǐng)域，特別涉及一種廢舊電池的預(yù)處理裝置及處理方法。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源行業(yè)的不斷發(fā)展與在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，產(chǎn)生了大量的廢舊電池,對(duì)于廢舊電池的回收處理成為一個(gè)需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。廢舊電池含有豐富的鎳、銅等稀有重金屬以及復(fù)雜成分電解液，對(duì)其的不當(dāng)處理會(huì)導(dǎo)致資源浪費(fèi)和污染環(huán)境危及人類本身。當(dāng)前主流對(duì)廢舊電池的處理回收中主要分為破碎，分選，電解液處理三個(gè)流程，但在現(xiàn)有破碎流程中存在著電解液附著于輥輪組易揮發(fā)為酸性有害氣體與破碎精度不高，電解液處理流程中存在著化學(xué)沉淀法會(huì)產(chǎn)生大量污泥，處理困難，容易對(duì)環(huán)境造成二次污染，離子交換法處理水體體積有限且再生過(guò)程復(fù)雜，雜質(zhì)影響回收純度不高等問(wèn)題，基于上述問(wèn)題本領(lǐng)域技術(shù)人員需要研發(fā)一種廢舊電池的預(yù)處理裝置及處理方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種廢舊電池的預(yù)處理裝置及處理方法，采用立式滾輪組與超聲波沖擊對(duì)廢舊電池進(jìn)行多次破碎，分離因?yàn)槟z體與電池外殼相連的正負(fù)極材料、塑料，提高破碎精度與破碎效率。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、一種廢舊電池的預(yù)處理裝置，包括承載殼體、復(fù)合破碎機(jī)構(gòu)、多相分選機(jī)構(gòu)和電解液回收機(jī)構(gòu)；所述復(fù)合破碎機(jī)構(gòu)安裝于承載殼體內(nèi)壁且位于承載殼體漏口上方，多相分選機(jī)構(gòu)位于復(fù)合破碎機(jī)構(gòu)下方且安裝于承載殼體底面；所述電解液回收機(jī)構(gòu)位于承載殼體后方且通過(guò)水管聯(lián)通。

4、優(yōu)選地，所述承載殼體包括有進(jìn)料口、安裝槽、出料口、溶液循環(huán)系統(tǒng)和浸泡溶液；所述承載殼體上表面中心設(shè)置有進(jìn)料口，且承載殼體左側(cè)分別設(shè)置有塑料出料口和金屬出料口；所述塑料出料口位于圓形漏口上方且與金屬出料口為共線布置；所述圓形漏口用于限制浸泡溶液流動(dòng)速度；所述第一安裝槽位于金屬出料口上方且于承載殼體內(nèi)壁為陣列布置；所述第二安裝槽位位于金屬出料口下方且設(shè)置于承載殼體底面；所述溶液循環(huán)系統(tǒng)設(shè)置有循環(huán)泵與導(dǎo)流水管且安裝于承載殼體的外表面，用于包含金屬離子與電解液的溶液運(yùn)輸?shù)诫娊庖夯厥諜C(jī)構(gòu)然后回輸于承載殼體；所述承載殼體設(shè)置有浸泡溶液。

5、優(yōu)選地，所述復(fù)合破碎機(jī)構(gòu)包括立式破碎模塊、超聲波破碎模塊和傳動(dòng)模塊；所述立式破碎模塊設(shè)置有破碎輥輪組且通過(guò)主軸與傳動(dòng)模塊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述破碎輥輪組設(shè)置于固定擋板上且通過(guò)軸承為轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述立式破碎模塊位于超聲波破碎模塊內(nèi)部；所述超聲波破碎模塊設(shè)置有震動(dòng)殼體且與安裝槽連接；所述震動(dòng)殼體設(shè)置有組合口且位于振網(wǎng)上方；所述振網(wǎng)位于震動(dòng)殼體底面且與高頻振子為連接；所述高頻振子與換能器相連；所述換能器安轉(zhuǎn)于承載殼體；所述傳動(dòng)模塊設(shè)置有齒輪組驅(qū)動(dòng)立式破碎模塊且位于進(jìn)料口下方；所述齒輪組設(shè)置有導(dǎo)向板且位于震動(dòng)殼體上方，用于將懸浮浸泡溶液表面的塑料推向多相分選機(jī)構(gòu)。

6、優(yōu)選地，所述多相分選機(jī)構(gòu)包括固液分離模塊與螺旋卸料模塊，所述固液分離模塊設(shè)置有底框且底框設(shè)置有水位傳感器；所述底框設(shè)置有抽濾口與導(dǎo)流管相連；所述篩網(wǎng)位于金屬出料口下方且與底框?yàn)槭h(huán)連接；所述偏心重錘位于篩網(wǎng)下方且通過(guò)轉(zhuǎn)軸與立式振動(dòng)電機(jī)為螺栓連接，用于將振動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樗?、垂直、傾斜的三次元運(yùn)動(dòng)傳遞給篩網(wǎng)；所述立式振動(dòng)電機(jī)位于底框下方且安裝于緩沖座；所述緩沖座位于安裝槽且設(shè)置有緩沖彈簧；所述螺旋卸料模塊設(shè)置有螺旋桿且位于導(dǎo)向板上方；所述螺旋桿通過(guò)固定板與變速箱連接且由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述固定板位于塑料出料口外側(cè)且與塑料收集箱為可拆卸連接；所述金屬收集箱位于塑料收集箱下方且與承載殼體為可拆卸連接。

7、優(yōu)選地，所述電解液回收機(jī)構(gòu)主要包括回收殼體、富集模塊與電沉積模塊；所述回收殼體通過(guò)循環(huán)泵與導(dǎo)流管相連；所述富集模塊設(shè)置有兩條螺紋絲桿且螺紋絲桿與移動(dòng)滑塊為滑動(dòng)連接；所述螺紋絲桿右側(cè)設(shè)置有伺服電機(jī)()且透過(guò)擋板與伺服電機(jī)()相連；所述機(jī)械臂體安裝于移動(dòng)滑塊且與注液板為轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述注液板上表面設(shè)置有再生箱且下表面設(shè)置有富集板；電沉積模塊設(shè)置有交替分布的正極板與負(fù)極板；所述電源位于回收殼體側(cè)面且與正極板與負(fù)極板相連。

8、優(yōu)選地，所述富集板為中空結(jié)構(gòu)且均勻分布水凝膠腔且通過(guò)注液板與再生箱相互連通；所述水凝膠腔體為球形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)且充滿水凝膠；所述破碎輥輪組兩側(cè)為圓臺(tái)結(jié)構(gòu)。

9、優(yōu)選地，所述浸泡溶液為堿性溶液，所述浸泡溶液在復(fù)合破碎機(jī)構(gòu)的浸泡高度不超過(guò)塑料出料口且浸泡溶液在多相分選機(jī)構(gòu)的浸泡高度不超過(guò)篩網(wǎng)，所述浸泡高度由水位傳感器測(cè)量且由循環(huán)系統(tǒng)控制。

10、優(yōu)選地，所述高頻振子的振蕩頻率要高于120kw。

11、優(yōu)選地，所述復(fù)合破碎機(jī)構(gòu)安裝于第一安裝槽且與承載殼體為固定連接，所述多相分選機(jī)構(gòu)安裝于第二安裝槽位與承載殼體為螺紋連接，所述組合口與固定擋板的尺寸相匹配；所述移動(dòng)滑塊的移動(dòng)行程為回收殼體長(zhǎng)度的三分之二；所述富集板在電沉積模塊中與極板相間排列，且在每對(duì)正極板負(fù)極板之間距離相等。

12、一種廢舊電池的預(yù)處理裝置的處理方法，包括步驟：

13、步驟1：?jiǎn)?dòng)電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)破碎輥輪組轉(zhuǎn)動(dòng)，將經(jīng)過(guò)初步放電的廢舊電池投入到進(jìn)料口，經(jīng)過(guò)破碎輥輪組頂面圓臺(tái)結(jié)構(gòu)落到嚙合刀中進(jìn)行粗破碎，同時(shí)高頻振子與換能器將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為高頻振動(dòng)信號(hào)使浸泡溶液由于負(fù)壓形成無(wú)數(shù)微小氣泡發(fā)生空化反應(yīng)產(chǎn)生巨大沖擊力，對(duì)廢舊電池進(jìn)行二次精破碎使破碎殼體碎片更小，分離因?yàn)槟z體與電池外殼相連的正負(fù)極材料與塑料，同時(shí)廢舊電池中電解液與浸泡溶液發(fā)生中和反應(yīng)，避免電解液揮發(fā)為酸性有毒氣體。

14、步驟2：密度小于水的塑料與隔膜材料上浮至浸泡溶液水面，金屬材料與電解溶液隨浸泡溶液通過(guò)振網(wǎng)與圓形漏口流至多相分選機(jī)構(gòu)，立式振動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)，偏心重錘將振動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樗?、垂直、傾斜的三次元運(yùn)動(dòng)傳遞給篩網(wǎng)，改變物料在篩網(wǎng)上的運(yùn)動(dòng)軌跡將金屬材料分選至金屬出料口進(jìn)入金屬收集箱，液體順篩網(wǎng)流經(jīng)底框被溶液循環(huán)系統(tǒng)吸入電解液回收機(jī)構(gòu)，同時(shí)齒輪組帶動(dòng)導(dǎo)向板懸浮浸泡溶液表面的塑料推向螺旋卸料模塊，電機(jī)通過(guò)變速箱驅(qū)動(dòng)螺旋桿，將塑料分選至塑料出料口進(jìn)入塑料收集箱；

15、步驟3：注液板帶動(dòng)富集板轉(zhuǎn)動(dòng)，浸泡溶液經(jīng)過(guò)水凝膠腔與水凝膠充分接觸，對(duì)溶解于浸泡溶液中的鎳離子，銅離子和電解質(zhì)進(jìn)行富集，然后機(jī)械臂體將富集模塊提高出回收殼體，伺服電機(jī)()通過(guò)螺紋絲桿驅(qū)動(dòng)移動(dòng)滑塊移動(dòng)到第一行程值，機(jī)械臂體將富集模塊投放至電沉積模塊；富集板中的水凝膠因?yàn)槿芤簆h環(huán)境改變與電化學(xué)作用發(fā)生降解，將吸附的鎳離子和銅離子析出到電沉積模塊的有機(jī)溶液中，析出完成后機(jī)械臂體將富集模塊再次提高出回收殼體，再生箱通過(guò)注液板將殼聚糖，葡萄糖與交聯(lián)劑環(huán)氧氯丙烷注入水凝膠腔中進(jìn)行水凝膠再生，伺服電機(jī)()通過(guò)螺紋絲桿驅(qū)動(dòng)移動(dòng)滑塊移動(dòng)到第二行程值，機(jī)械臂體將富集模塊投放至電沉積模塊；

16、步驟4：在電沉積模塊有機(jī)溶液中鎳離子和銅離子達(dá)到預(yù)定濃度之前，重復(fù)步驟3，達(dá)到預(yù)定濃度后，電源提供外部電流，金屬離子在陰極表面發(fā)生還原反應(yīng)，并進(jìn)行電化學(xué)沉積得到鎳銅板；同時(shí)溶液循環(huán)系統(tǒng)將經(jīng)過(guò)富集反應(yīng)的浸泡溶液抽濾回承載殼體，并根據(jù)水位傳感器的水位檢查控制循環(huán)流動(dòng)速度。

17、本發(fā)明可達(dá)到以下有益效果：

18、1.相比傳統(tǒng)的滾輪組破碎廢舊電池，本發(fā)明采用復(fù)合破碎機(jī)構(gòu)，采用立式滾輪組與超聲波沖擊對(duì)廢舊電池進(jìn)行多次破碎，分離因?yàn)槟z體與電池外殼相連的正負(fù)極材料與塑料，提高破碎精度與破碎效率。

19、2.相比傳統(tǒng)廢舊電池回收處理，本發(fā)明采用全水下處理環(huán)境，浸泡溶液為堿性溶液中和電解質(zhì)溶液，防止電解液揮發(fā)為酸性有害氣體，最大程度上保留了廢舊電池中的有價(jià)值材料，同是避免電極材料自燃，同時(shí)浸泡溶液為內(nèi)循環(huán)使用，不會(huì)浪費(fèi)大量水資源。

20、3.相比傳統(tǒng)的廢舊電池處理裝置，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了三相分選，利用不同材料自身密度屬性與離心力進(jìn)行分選塑料，金屬與溶液，提高了電池破碎回收的利用率，減少資源浪費(fèi)，無(wú)需后續(xù)人工分選。

21、3.相比傳統(tǒng)電解液回收方法，本發(fā)明采用葡聚糖/殼聚糖復(fù)合水凝膠，具有無(wú)毒、可再生、優(yōu)異的降解性，且相比傳統(tǒng)水凝膠，復(fù)合多糖型水凝膠提高對(duì)重金屬的吸附量、吸附效率，多次吸-脫附循環(huán)后仍有較好的吸附能力。

22、4.相比傳統(tǒng)電解液回收方法，本發(fā)明采用水凝膠吸附電沉積方法，水凝膠吸附金屬離子形成含有高濃度鎳、銅的反應(yīng)液，消除浸泡溶液中雜質(zhì)影響，無(wú)需加熱進(jìn)行電沉積反應(yīng)，可得到高純度的鎳板與銅板，提高電解液回收效率與回收性能。