[发明专利]一种循环惰性气体保护下的风选工艺及装备

说明书

本发明公开一种循环惰性气体保护下的风选工艺及装备。本发明用于经过粗破碎后粒度在10‑70mm左右含电解液的废旧锂电池破碎料的风选。在安全的前提下将废旧锂电池破碎料中隔膜、正负极片、外壳桩头分离开来。所采用的设备主要包括斗提机、风选机I、风选机II和有机溶剂喷淋塔。本发明显著降低了后续处理时设备的总装机功率、设备体积、运行成本，同时明显提高了回收效率。

技术领域

本发明涉及废旧锂离子电池的再生利用，特别涉及一种循环惰性气体保护下的风选工艺及装备。

背景技术

在锂电池回收领域，现有技术均是先将锂电池破碎，然后直接热解或低温挥发，解决电解液的安全环保问题后，再通过风力分选的将锂电池中的外壳、正负极片、隔膜等组分进行分选，分类回收，以确保风选过程的安全性。但是锂电池破碎后，体积将膨胀10-20倍，这就导致热解或低温挥发炉的体积十分庞大，装机功率高，能耗大，生产成本高。若先进行分选，再进行热解或低温挥发，则破碎物料中的电解液为易燃易爆有机物，且极易挥发，燃点低，与空气混合后有燃爆风险。

发明内容

针对现有的风选系统不适合处理含电解液的破碎料问题，同时又为了实现后端低温挥发或高温热解减量化的目的，本发明提供一种循环惰性气体保护下的风选工艺及装备，在安全的前提下将废旧锂电池破碎料中隔膜、正负极片、外壳桩头分离开来，分别处理，大大降低了后续处理时设备的总装机功率、设备体积、运行成本，提高了回收效率。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种循环惰性气体保护下的风选工艺，在安全的前提下通过一次风选将废旧锂电池破碎料中隔膜、正负极片与重物料外壳桩头分离开来，然后再通过二次风选将隔膜与正负极片分离开来。

进一步地，具体包括以下步骤：

(1)含电解液的废旧锂电池破碎料通过斗提机提升进入风选机I中进行风选，在惰性气体保护的环境下风选，将破碎料中的轻物料隔膜、正负极片吹向风道上方出口，再通过旋风集料器将惰性气体与隔膜、正负极片分离；惰性气体经过有机溶剂喷淋塔喷淋后返回风选机，隔膜、正负极片直接进入风选机II；重物料外壳、桩头由风道下方出口排出，重物料经过清洗后再通过螺旋带出收集；

(2)隔膜、正负极片进入风选机II进行风选，在惰性气体保护的环境下风选，将隔膜、正负极片中最轻的隔膜吹向风道上方出口，再通过旋风集料器将惰性气体与隔膜分离；隔膜通过风道上方的排料口排出，经过清洗后再通过螺旋带出收集；惰性气体经过有机溶剂喷淋塔喷淋后返回风选机；其中较重的正负极片通过风道下方出料口排出收集，进入后续处理工序；

(3)含有电解液的惰性气体通过有机溶剂喷淋塔喷淋，吸附惰性气体中的电解液气体，然后返回风选机循环使用。

进一步地，步骤(1)、(2)中，风选机I和风选机II采用循环风，大大减少惰性气体消耗量。

进一步地，步骤(1)、(2)中，风选机I和风选机II的进口采用六分阀密封，出口采用水密封，防止空气进入，同时出口水密封还可起到清洗物料的作用。

进一步地，步骤(1)中，风选机I的风速控制在18-25m/s，步骤(2)中，风选机II的风速控制在5-10m/s。

进一步地，斗提机、风选机I、风选机II内设有氧气含量检测仪，控制其内氧含量在5％以下，当所述氧含量高于5％时，会发出声光报警，并自动补充惰性气体。

进一步地，所述的惰性气体包括氮气、二氧化碳和氩气。

上述工艺采用的装备，包括斗提机、风选机I、风选机II和有机溶剂喷淋塔，所述的斗提机出料口与风选机I进料口连接，风选机I风道上出料口与风选机II进料口相连，风选机I风道下出料口与水密封装置I相连，风选机II风道上出料口与水密封装置II相连，风选机II风道下出料口与后端工序相连。