一种退役锂电池有效金属元素提取工艺的制作方法

专利2026-02-26  14


本发明涉及退役锂电池回收处理,具体为一种退役锂电池有效金属元素提取工艺。


背景技术:

1、“锂电池”是一类由锂金属或锂合金为正极材料、石墨为负极材料及非水电解质溶液的组合得到的电池。由于锂金属具有较高的危险危害性,因此在生成锂电池时,对于正极、负极及电解液的封装性做的极其完善,从而导致退役后的锂电池在回收过程中,由于其高封装性而导致无法有效拆解,故而只能退而求其次的使用机械破碎方法得到正极粉末与负极粉末,正极粉末中包括锂、镍、钴、锰等金属,这类金属的生产工艺复杂,因此回收此类金属可有效的资源二次利用,且也防止此类金属散落而导致环境污染。

2、目前常用的锂电池内正极材料的金属回收方法主要包括火法工艺、碳热还原焙烧方法及湿法工艺,这类方法可有效的从正极粉末中提取出锂、镍、钴、锰等金属。且这类方法一般均使用有机酸或无机酸用于溶解正极粉末中的金属,从而获得金属溶液。但问题在于,当前方法中并未考虑有机酸或无机酸的浓度,与将要执行金属回收的锂电池的对应关系,因为酸的浓度会影响金属溶解的溶解效果,换言之,过低和过高的酸浓度会抑制正极材料中金属的溶解效果,但由于不同退役锂电池的结构、原理和材料等因素的影响下,正极粉末中的金属比例、类型及含量均具有差异,因此显而易见的,对不同退役锂电池的金属回收操作,其对应的最优酸浓度区间也存在差异,但由于少有回收方法考虑退役锂电池与酸浓度的对应问题,从而导致对退役锂电池内的金属回收效果有待进一步提升的问题。

3、公开号为“cn116722252b”提供的一种退役锂离子电池的回收方法及装置,包括:对退役锂电池执行机械破碎得到正极粉末,根据正极粉末的质量制备第一低共熔溶剂,利用第一低共熔溶剂对正极粉末执行第一浸取操作及分离操作,得到第一金属液及第一残渣粉末,根据第一金属液计算得到正极粉末的金属浸出率,根据所述金属浸出率重新制备低共熔溶剂得到第二低共熔溶剂,利用第二低共熔溶剂对第一残渣粉末执行第二浸取操作,得到第二金属液及第二残渣粉末,汇总第一金属液及第二金属液得到金属回收液,汇总第一残渣粉末及第二残渣粉末得到金属已过滤残渣。主要目的在于提高对退役锂电池内正极材料的金属回收效果。

4、但是上述装置在实施的过程中仍存在以下问题:

5、提取装置内均设置有破碎机构,在对退役锂电池执行机械破碎时,往往是将大量的退役锂电池放入罐体内进行搅拌破碎,其破碎范围有限,容易导致破碎不彻底,由此在后续的处理过程中金属浸出率难以得到保证;

6、且经由上述破碎罐体得到的破碎粉末,不易取出,给操作人员增加工作难度。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种退役锂电池有效金属元素提取工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、一种退役锂电池有效金属元素提取装置,包括两组输送架以及设置于输送架上方一侧的下料箱,输送架内设置有用于带动退役锂电池废料往复移动的输送带,所述输送带为钢带,

4、碾压组件,所述输送架内垂直方向设置有碾压组件,所述碾压组件通过电动滑台滑动设置于两组输送架之间且碾压组件设置于输送带上方,所述碾压组件包括两组碾压支撑墙板以及转动安装于两组碾压支撑墙板之间的碾压轴,所述碾压轴内弹性滑动连接有若干组碾压轮,所述碾压轮在旋转至输送带上方时,紧密压合于输送带表面,对输送带表面的退役锂电池废料进行往复碾压破碎,且在水平铺料的前提下进行碾压,避免废料堆积,破碎不彻底;

5、所述碾压轴一端传动连接有翻料组件,所述翻料组件能够在输送带的表面跟随输送带的传送横向往复移动,从而实现了退役锂电池废料的翻拌,使得破碎更彻底。

6、优选的,所述输送架内分别转动安装有主动输送辊和被动输送辊,所述主动输送辊的一端传动连接有电机,所述输送带传动连接于主动输送辊和被动输送辊之间。

7、优选的,所述主动输送辊和其中一组碾压轴通过过渡链条传动连接,利用电机同时驱动碾压轴转动,相邻的所述碾压轴之间通过链条传动连接。

8、优选的,所述输送架一端内壁对称安装有支撑板,所述支撑板内滑动安装有导向轴,所述导向轴顶端固定连接于下料箱下表面,所述下料箱和支撑板之间设置有支撑弹簧,导向轴贯穿于支撑弹簧内,所述下料箱底部设置有若干组下料斗,且下料箱一侧安装有激振器。

9、优选的,所述碾压轴内开设有若干贯穿孔,所述贯穿孔内固定连接有压缩弹簧,所述压缩弹簧一端固定连接有导向杆,所述导向杆滑动于贯穿孔内,所述支撑板设置于导向杆一端。

10、优选的,所述导向杆顶部插接有销轴,所述销轴两端销接有耳板,所述耳板和导向杆之间连接有扭簧,所述碾压轮转动安装于两组耳板之间。

11、优选的,所述碾压轴表面环形等距阵列有若干组碾压辊,所述碾压辊两端也通过耳板和导向杆弹性连接于碾压轴内,所述碾压轮和碾压辊表面均设置有凸起。

12、优选的,所述翻料组件包括横移拨辊和联动板,所述联动板固定安装于横移拨辊端部,所述横移拨辊两端分别滑动安装于两组输送架内,所述横移拨辊表面环形等距阵列有硬质刷毛。

13、优选的,所述联动板内转动安装有内螺纹套,两组所述输送架之间分别转动安装有左旋螺纹杆和右旋螺纹杆,所述左旋螺纹杆和右旋螺纹杆之间连接有联轴器,所述内螺纹套分别螺纹连接于左旋螺纹杆和右旋螺纹杆的端部,所述左旋螺纹杆一端和碾压轴通过传动链传动连接。

14、一种工艺,基于一种退役锂电池有效金属元素提取装置,包括如下步骤:

15、s1:将待处理的退役锂电池废料投至下料箱内,启动激振器带动下料箱振动下料,利用支撑弹簧对激振器释放的振动提供反作用力,从而实现下料箱的下料操作;

16、s2:上述废料掉落至输送带表面,启动电机,设置电机的工作状态为正反转交替工作方式,带动主动输送辊旋转,从而带动输送带往复传动,同时在过渡链条的作用下,碾压轴旋转,带动碾压轮绕碾压轴旋转,从而使得碾压轮在输送带的表面作用,对废料进行碾压;

17、s3:碾压轴旋转的同时通过传动链,驱动左旋螺纹杆转动,左旋螺纹杆和右旋螺纹杆通过联轴器联动,从而分别驱动两端的联动板,联动板同时限定在横向导轴因此,横向导轴可以在联动板的带动下,在输送带的表面横向往复移动,从而对输送带表面的废料进行翻拨;

18、s4:经过往复的破碎后,通过输送带将破碎后的废料输送至提取桶内,根据正极粉末的质量制备第一低共熔溶剂,利用第一低共熔溶剂对正极粉末执行第一浸取操作及分离操作,得到第一金属液及第一残渣粉末,根据第一金属液计算得到正极粉末的金属浸出率,根据所述金属浸出率重新制备低共熔溶剂得到第二低共熔溶剂,利用第二低共熔溶剂对第一残渣粉末执行第二浸取操作,得到第二金属液及第二残渣粉末,汇总第一金属液及第二金属液得到金属回收液,汇总第一残渣粉末及第二残渣粉末得到金属已过滤残渣。

19、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

20、1.本发明中,利用输送带对废料进行传输和平铺,便于废料的破碎,在输送带上方设置多组碾压轴,碾压轴内设置有弹性连接的碾压轮,且碾压轮和导向杆之间设置有扭簧,利用碾压轮和输送带对压进行碾压破碎,输送带往复输送,避免废料堆积,破碎不彻底;

21、2.本发明中,设置一组翻料组件,对输送带表面的废料进行及时的翻拌,从而使得碾压破碎处理更充分,在碾压轮和碾压轴之间设置有带有压缩弹簧的导向杆,同时,在碾压轮和导向杆之间设置扭簧,在碾压的瞬间,压缩弹簧被压缩,为废料提供间隙,然后压缩弹簧受压反作用力,使得碾压轮和输送带表面充分碾压,对废料进行破碎;

22、3.本发明中,通过链条联动碾压轴和螺纹杆,螺纹杆包括左旋螺纹杆和右旋螺纹杆,通过电机的驱动,带动横移拨辊在输送带表面往复移动,从而对输送带表面的废料进行翻拨,从而使得废料铺设均匀,更便于碾压轮7对废料进行彻底破碎。


技术特征:

1.一种退役锂电池有效金属元素提取工艺,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种退役锂电池有效金属元素提取工艺,其特征在于:所述输送架(1)内分别转动安装有主动输送辊(8)和被动输送辊(9),所述主动输送辊(8)的一端传动连接有电机(10),所述输送带(5)传动连接于主动输送辊(8)和被动输送辊(9)之间。

3.根据权利要求2所述的一种退役锂电池有效金属元素提取工艺,其特征在于:所述主动输送辊(8)和其中一组碾压轴(6)通过过渡链条(11)传动连接,利用电机(10)同时驱动碾压轴(6)转动,相邻的所述碾压轴(6)之间通过链条传动连接。

4.根据权利要求1所述的一种退役锂电池有效金属元素提取装置,其特征在于:所述输送架(1)一端内壁对称安装有支撑板(17),所述支撑板(17)内滑动安装有导向轴(18),所述导向轴(18)顶端固定连接于下料箱(2)下表面,所述下料箱(2)和支撑板(17)之间设置有支撑弹簧(4),导向轴(18)贯穿于支撑弹簧(4)内,所述下料箱(2)底部设置有若干组下料斗(3),且下料箱(2)一侧安装有激振器(16)。

5.根据权利要求1所述的一种退役锂电池有效金属元素提取工艺,其特征在于:所述碾压轴(6)内开设有若干贯穿孔,所述贯穿孔内固定连接有压缩弹簧(28),所述压缩弹簧(28)一端固定连接有导向杆(19),所述导向杆(19)滑动于贯穿孔内,所述支撑板(17)设置于导向杆(19)一端。

6.根据权利要求5所述的一种退役锂电池有效金属元素提取工艺,其特征在于:所述导向杆(19)顶部插接有销轴(29),所述销轴(29)两端销接有耳板(15),所述耳板(15)和导向杆(19)之间连接有扭簧(20),所述碾压轮(7)转动安装于两组耳板(15)之间。

7.根据权利要求6所述的一种退役锂电池有效金属元素提取工艺,其特征在于:所述碾压轴(6)表面环形等距阵列有若干组碾压辊(30),所述碾压辊(30)两端也通过耳板(15)和导向杆(19)弹性连接于碾压轴(6)内,所述碾压轮(7)和碾压辊(30)表面均设置有凸起(31)。

8.根据权利要求7所述的一种退役锂电池有效金属元素提取工艺,其特征在于:所述翻料组件包括横移拨辊(22)和联动板(23),所述联动板(23)固定安装于横移拨辊(22)端部,所述横移拨辊(22)两端分别滑动安装于两组输送架(1)内,所述横移拨辊(22)表面环形等距阵列有硬质刷毛。

9.根据权利要求8所述的一种退役锂电池有效金属元素提取工艺,其特征在于:所述联动板(23)内转动安装有内螺纹套(27),两组所述输送架(1)之间分别转动安装有左旋螺纹杆(24)和右旋螺纹杆(26),所述左旋螺纹杆(24)和右旋螺纹杆(26)之间连接有联轴器(25),所述内螺纹套(27)分别螺纹连接于左旋螺纹杆(24)和右旋螺纹杆(26)的端部,所述左旋螺纹杆(24)一端和碾压轴(6)通过传动链(14)传动连接。


技术总结
本发明提供一种退役锂电池有效金属元素提取工艺,包括两组输送架以及设置于输送架上方一侧的下料箱,输送架内设置有用于带动退役锂电池废料往复移动的输送带,所述输送带为钢带,碾压组件,所述输送架内垂直方向设置有碾压组件,所述碾压组件通过电动滑台滑动设置于两组输送架之间且碾压组件设置于输送带上方,所述碾压组件包括两组碾压支撑墙板以及转动安装于两组碾压支撑墙板之间的碾压轴,所述碾压轴内弹性滑动连接有若干组碾压轮,所述碾压轮在旋转至输送带上方时,紧密压合于输送带表面,对输送带表面的退役锂电池废料进行往复碾压破碎,且在水平铺料的前提下进行碾压,避免废料堆积,破碎不彻底。

技术研发人员:王勤,黄群星,兰小鹏,史科科,吕和先
受保护的技术使用者:龙岩鹏泽海新能源科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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