[实用新型]一种高效分离与回收废旧锂电池正负极混合材料的装置

说明书

本实用新型公开了一种高效分离与回收废旧锂电池正负极混合材料的装置，涉及正负极混合材料的物理分选领域，包括搅拌系统、旋流分级系统、磁选系统以及浮选系统。所述搅拌系统的底部出料口通过物料输送装置与所述旋流分级的入料口相连，所述旋流分选系统的顶部溢流口通过物料输送装置与磁选系统的入料口相连，所述旋流分选系统收集池底部出口通过物料输送装置与浮选系统相连。本实用新型通过搅拌系统与旋流分级系统处理物料，实现正负极混合材料的初步分选；通过高梯度磁选机脱除负极材料石墨中的磁性正极材料；通过浮选机浮选分离正极材料中夹杂的疏水性负极材料石墨，从而实现正负极混合材料的高效分离与回收。

技术领域

本实用新型属于废旧锂电池回收利用技术领域，尤其涉及一种高效分离与回收废旧锂电池正负极混合材料的装置。

背景技术

因能量密度高、工作电压高、循环性能高、自放电小、寿命长、环境友好等优势，锂离子电池成为当前新能源电池的主流，被广泛应用于新能源汽车、新一代数码科技、化学储能等技术领域。现有的锂离子电池正极材料一般含有锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锰镍钴复合氧化物、锂钒氧化物、锂铁氧化物等；负极材料一般为石墨，按照来源不同，由可分为天然石墨、人造石墨及中间相炭微球。随着锂电池产业的迅猛发展，相关基础原料(如金属锂及高纯石墨)资源快速消耗，且价格快速上涨，严重制约了锂电池产业的健康与可持续发展。另一方面，随着废旧锂电池的增多，其中有价资源的二次回收利用已成为研究的热点，然而，现有的高温热处理及化学浸出手段均存在着能耗及成本高，环保性较差等不足，相比之下，依据不同组分物理化学性质差异的物理分选方法，因其成本低、处理环境温和、清洁环保等优势，被广泛用于分离回收废旧锂电池中的有价组分。

目前，报道的废旧锂电池正负极材料物理分选方法主要有色选、重选、磁选、浮选等。然而，相关研究对象不尽相同，研究体系也较为分散，系统性合成式高效处理废旧锂电池正负极混合材料的研究仍较少，相关集成设备更是缺失。因此，研发一种经济高效的废旧锂电池正负极混合材料的分离及回收的装置成为当下锂电池资源二次回收利用领域的现实需求，相关工作具有重要的经济、环保和社会价值。

现有相关技术中，如公告号为CN112736314B的发明专利，公开了一种废旧三元锂电池正负电极材料的物理分选回收方法。该发明将废旧三元锂电池正负电极混合材料置于350～450℃、惰性气氛条件下热解，冷凝收集得到电极材料，通过擦洗机消除正负极材料间黏附作用，并进一步通过磁选和浮选实现正负极材料的分离，浮选过程中添加的调整剂水玻璃/碳酸钠用量为1000～1500g/t，抑制剂六偏磷酸钠用量为400～500g/t，起泡剂甲基异丁基甲醇/松醇油用量为400～500g/t。该发明对正负极混合材料进行高温热解，容易破坏电池材料结构，虽然同样通过浮选实现正负极材料的分离，但是整体步骤复杂，效率低，本发明利用正负极材料密度间存在明显的差异，通过使用水力旋流器进行初步分离，进一步提高了正负极材料分离、回收的效率。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种高效分离与回收废旧锂电池正负极混合材料的装置，以解决当前通过浮选分离废旧锂电池正负极混合材料领域存在的正负极材料难以完全分离等问题，该装置操作方便，分离效率高且清洁高效。

为实现上述目的，实用新型采用的技术方案如下：

一种高效分离与回收废旧锂电池正负极混合材料的装置，包括搅拌系统、旋流分选系统、磁选系统和浮选系统。所述的搅拌系统的底部出口通过物料输送装置与所述的旋流分选系统相连，所述的旋流分选系统的溢流口通过物料输送装置与所述的磁选系统相连，所述旋流分选系统收集池底部出口通过物料输送装置与浮选系统相连。

进一步地，所述搅拌系统包括搅拌器电机、搅拌桨、搅拌桶，可以通过搅拌器电机控制搅拌桨转速，搅拌桶下方出料口处设有阀门并进一步通过物料输送装置与旋流分选系统连接，可通过物料输送装置将搅拌处理后的矿浆输送至旋流分选系统。