[发明专利]一种退役磷酸铁锂电池正极材料分选利用的工艺及装置

说明书

本发明提供一种退役磷酸铁锂电池正极材料分选利用的工艺和装置，先将正极材料剪切成松散状，再松散状的正极片放入隧道炉中进行煅烧、振打分离工，然后放入推板窑中进行焙烧，得到焙砂；将焙砂中加入锂源、铁源、磷源中进行球磨、干燥、还原再生、气流破碎，得到磷酸铁锂粉料，最后筛分除铁得到磷酸铁锂产品。本发明是基于磷酸铁锂正极材料的制备原理，采用完全的火法直接修复方法对退役磷酸铁锂电池正极材料进行分选、除杂、补充元素源、再生，具有处理流程短，生产成本低，无“三废”产生等优点。

技术领域

本发明涉及一种退役电池正极材料分选利用的工艺及装置，特别涉及一种退役磷酸铁锂电池正极材料分选利用的工艺及装置。

背景技术

磷酸铁锂（LiFePO₄，常简写为LFP)电池是早期动力电池的最主流的配套电池体系，新能源汽车以磷酸铁锂电池为主，寿命约为8年。随着新能源汽车的持续增长，未来几年必将出现爆发式的动力电池退役潮，大量淘汰的电池若得不到正确处理，会带来严重的环境污染及能源浪费。LiFeP0₄废旧电池的回收再利用不仅能降低由于大量废弃物带来的环境压力，同时将带来可观的经济效益，有利于整个行业的可持续发展。

目前，动力锂电池正极材料回收技术主要借鉴小型钴酸锂电池正极材料回收方法，对其正极材料进行回收处理。首先对废旧电池进行火法冶金煅烧再生，包括电池的拆解、电极的分类及活性物质的剥离等，然后湿法冶金回收有价金属，包括酸溶正极活性物质及对其中的金属锰(镍)、锂的选择性沉淀。其中火法煅烧再生的正极材料由于其含有其他杂质元素如Al含量过高，使得再生的锂离子电池性能不佳。因此对后期的湿法冶金的处理方法在选择使用过量强酸完全浸出电池中的离子时，要增加一套除铝工序，且Al难以完全除尽，虽然其Li的浸出率较高，但是后期需要大量的碱液去中和前期过量的酸液所以造成了工艺路线复杂，并加大了成本。

因此找到一种有效的使磷酸铁锂废极片上的粘结剂失效，从而达到铝箔和磷酸铁锂废粉进行分离的方法，实现磷酸铁锂中Al含量在0 .05%以下并铝分别全回收，后期处理流程短，生产成本低，无“三废”产生的磷酸铁锂废极片回收方法是一个需要解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种退役磷酸铁锂电池正极材料分选利用的工艺及装置，采用高效的正极片的分选回收方法，进行铝箔和磷酸铁锂废粉进行分选，然后火法直接修复产出高质量磷酸铁锂的原料进行利用。该方法同时具有回收流程短，生产成本低，无“三废”产生等优点。

本发明的解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种退役磷酸铁锂电池正极材料分选利用的装置，包括剪切机、倾角皮带机、隧道炉、履带传送机、三元旋振筛、铝箔储罐、第一磷酸铁锂储罐、分料机、坩埚一、推板窑、配料机、高速搅拌磨、冷水机、真空干燥机、分料机、煅烧炉、陶瓷对辊机、气流破碎机、永磁除铁机、超声振动筛、真空包装机、自动装箱机、第二磷酸铁锂储罐、第三磷酸铁锂储罐、坩埚二、第四磷酸铁锂储罐、第五磷酸铁锂储罐；所述剪切机通过倾角皮带机连接隧道炉，隧道炉通过履带传送机与三元旋振筛的入口相连，所述三元旋振筛的左出口与铝箔储罐相连，所述三元旋振筛的右出口与第一磷酸铁锂储罐相连；所述第一磷酸铁锂储罐通过粉末输送泵与分料机相连，所述分料机与推板窑相连，所述推板窑的右侧设有第二磷酸铁锂储罐，第二磷酸铁锂储罐通过粉末输送泵连接配料机，所述配料机通过粉末输送泵与配高速搅拌磨的入口相连，所述高速搅拌磨的左侧设有真空干燥机，所述高速搅拌磨的出口通过粉末输送泵与真空干燥机相连；所述真空干燥机通过粉末输送泵与分料机的入口相连，所述分料机与煅烧炉相连。

进一步的，所述真空干燥机通过粉末输送泵连接第三磷酸铁锂储罐，第三磷酸铁锂储罐通过粉末输送泵与分料机的入口相连，所述分料机的出口的左下方放置有坩埚二，所述坩埚二通过人工或自动装坩埚设备送入到煅烧炉中，所述煅烧炉连接有惰性气体进气装置。