本发明涉及一种利用废旧锂电池回收制备铝铜合金的方法。
背景技术：
：环境污染和石油能源危机问题共同推动了电动汽车及动力电池的发展。随着国内电动汽车的快速发展，动力电池的使用量也将逐渐增大。但动力电池均有一定的使用寿命，使用一段时间后需要更换产生较多的废旧电池，而废旧电池中含有金属镍、钴、锰、铝等，这些元素不做处理则会对自然环境和人类健康产生较大威胁，且会产生较大的资源浪费。传统的废旧锂电池经过预处理后，会分选出铜铝混合物、活性物质粉、隔膜等，当前的做法较多的是直接将铜铝混合物直接售卖，这样的做法，回收价值低；也有一些通过设备处理回收铜铝混合物的工艺，但现有回收铜铝的技术，铜铝分离成本较高，且分离后夹杂较多的镍、钴、锰、石墨等元素，杂质率较高。技术实现要素：本发明旨在提供一种工艺简单、新颖、产品纯度高、污染较小的利用废旧锂电池回收制备铝铜合金的方法。本发明通过以下方案实现：一种利用废旧锂电池回收制备铝铜合金的方法，按以下步骤进行，(a)将废旧锂电池进行破碎并分选出活性物质粉和含铜铝的混合粉末；通常破碎一般包括粗破、细破两个步骤，活性物质粉一般含镍、钴、锰、锂、石墨粉以及少量的铜、铝元素，含铜铝的混合粉末包含铜、铝和少量活性物质粉；(b)将步骤(a)分选出的含铜铝的混合粉末置于摇床上重力分离出富铝粉末、富铜粉末和活性物质粉；具体使用时，通过调节摇床基础参数，从摇床左下侧分选出富铜材料，摇床右下侧分选出富铝材料，摇床正右侧分选出活性物质粉；摇床基础参数调节包含冲程、冲次、流水量、给料浓度等；(c)使用浓度为0.1～0.3mol/l的硫酸溶液去除步骤(b)分离出的富铝粉末表面的氧化铝膜，之后清洗多余酸溶液并烘干，将烘干产物与分离剂按一定的质量比加入至焙烧炉中，并将焙烧炉升温至680～850℃，在烘干产物与分离剂完全熔化后保温一定时间t1，之后搅拌熔化产物并去除表面浮渣，再将焙烧炉温度调整至720～760℃，并往熔化产物内加入四氯化碳，搅拌并保温一定时间t2，同时在搅拌过程中去除表面浮渣，制得铝液，最后将铝液浇铸形成铝铜合金。焙烧炉一般选择为中频炉。第一次去除的表面浮渣一般包括少量镍钴化合物及石墨等，第二次去除的表面浮渣一般包括固态氧化夹杂物及少量气体夹杂。进一步地，所述步骤(c)中，分离剂的加入量为烘干产物质量的4～10％，四氯化碳的加入量为熔化产物总质量的4～12‰。进一步地，所述分离剂为氯化钾粉末、氯化钠粉末、六氟合铝酸钠粉末和氟化铝粉末的混合物，所述氯化钾粉末、氯化钠粉末、六氟合铝酸钠粉末和氟化铝粉末的质量比为43～46：43～46：3～10：2～5。进一步地，所述步骤(c)中，保温时间t1为10～20min，保温时间t2为25～45min。进一步地，在铝液浇铸前先静置10～20min。本发明的利用废旧锂电池回收制备铝铜合金的方法，工艺简单、新颖，生产效率快，回收合金产品纯度高，可达99％以上，能耗低，安全性高，污染小，适用于大规模处理废旧锂电池。具体实施方式以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。实施例1一种利用废旧锂电池回收制备铝铜合金的方法，按以下步骤进行，(a)将废旧锂电池进行破碎并分选出活性物质粉和含铜铝的混合粉末；破碎包括粗破、细破两个步骤，活性物质粉一般含镍、钴、锰、锂、石墨粉以及少量的铜、铝元素，含铜铝的混合粉末包含铜、铝和少量活性物质粉；(b)将步骤(a)分选出的含铜铝的混合粉末置于摇床上进行重力分离，通过调节摇床基础参数，从摇床左下侧分选出富铜材料，摇床右下侧分选出富铝材料，摇床正右侧分选出活性物质粉；(c)使用浓度为0.1mol/l的硫酸溶液去除步骤(b)分离出的富铝粉末表面的氧化铝膜，之后使用清水清洗多余盐酸溶液并烘干，将烘干产物置于坩埚中，往坩埚中加入烘干产物质量4％的分离剂，分离剂为氯化钾粉末、氯化钠粉末、六氟合铝酸钠粉末和氟化铝粉末的混合物，氯化钾粉末、氯化钠粉末、六氟合铝酸钠粉末和氟化铝粉末的质量比为45：45：7：3，将装有烘干产物和分离剂的坩埚置于中频炉中，并将中频炉升温至680℃，在烘干产物与分离剂完全熔化后保温10min，之后搅拌熔化产物并去除表面包括少量镍钴化合物及石墨等的浮渣，再将中频炉温度调整至720℃，并往熔化产物内加入熔化产物总质量12‰的四氯化碳，搅拌并保温25min，同时在搅拌过程中去除包括固态氧化夹杂物及少量气体夹杂的表面浮渣，制得铝液，最后在铝液静置10min后将铝液浇铸形成铝铜合金。将产品铝铜合金进行检测，各成分元素质量含量如表1所示。表1铝铜合金各成分元素质量含量元素名称alcu质量含量(％)97.012.98实施例2一种利用废旧锂电池回收制备铝铜合金的方法，按以下步骤进行，(a)将废旧锂电池进行破碎并分选出活性物质粉和含铜铝的混合粉末；破碎包括粗破、细破两个步骤，活性物质粉一般含镍、钴、锰、锂、石墨粉以及少量的铜、铝元素，含铜铝的混合粉末包含铜、铝和少量活性物质粉；(b)将步骤(a)分选出的含铜铝的混合粉末置于摇床上进行重力分离，通过调节摇床基础参数，从摇床左下侧分选出富铜材料，摇床右下侧分选出富铝材料，摇床正右侧分选出活性物质粉；(c)使用浓度为0.2mol/l的硫酸溶液去除步骤(b)分离出的富铝粉末表面的氧化铝膜，之后使用清水清洗多余硫酸溶液并烘干，将烘干产物置于坩埚中，往坩埚中加入烘干产物质量8％的分离剂，分离剂为氯化钾粉末、氯化钠粉末、六氟合铝酸钠粉末和氟化铝粉末的混合物，氯化钾粉末、氯化钠粉末、六氟合铝酸钠粉末和氟化铝粉末的质量比为43：43：9：5，将装有烘干产物和分离剂的坩埚置于中频炉中，并将中频炉升温至750℃，在烘干产物与分离剂完全熔化后保温15min，之后搅拌熔化产物并去除表面包括少量镍钴化合物及石墨等的浮渣，再将中频炉温度调整至740℃，并往熔化产物内加入熔化产物总质量8‰的四氯化碳，搅拌并保温35min，同时在搅拌过程中去除包括固态氧化夹杂物及少量气体夹杂的表面浮渣，制得铝液，最后在铝液静置15min后将铝液浇铸形成铝铜合金。将产品铝铜合金进行检测，各成分元素质量含量如表2所示。表2铝铜合金各成分元素质量含量元素名称alcu质量含量(％)96.843.14实施例3一种利用废旧锂电池回收制备铝铜合金的方法，按以下步骤进行，(a)将废旧锂电池进行破碎并分选出活性物质粉和含铜铝的混合粉末；破碎包括粗破、细破两个步骤，活性物质粉一般含镍、钴、锰、锂、石墨粉以及少量的铜、铝元素，含铜铝的混合粉末包含铜、铝和少量活性物质粉；(b)将步骤(a)分选出的含铜铝的混合粉末置于摇床上进行重力分离，通过调节摇床基础参数，从摇床左下侧分选出富铜材料，摇床右下侧分选出富铝材料，摇床正右侧分选出活性物质粉；(c)使用浓度为0.3mol/l的硫酸溶液去除步骤(b)分离出的富铝粉末表面的氧化铝膜，之后使用清水清洗多余盐酸溶液并烘干，将烘干产物置于坩埚中，往坩埚中加入烘干产物质量12％的分离剂，分离剂为氯化钾粉末、氯化钠粉末、六氟合铝酸钠粉末和氟化铝粉末的混合物，氯化钾粉末、氯化钠粉末、六氟合铝酸钠粉末和氟化铝粉末的质量比为46：46：4：4，将装有烘干产物和分离剂的坩埚置于中频炉中，并将中频炉升温至850℃，在烘干产物与分离剂完全熔化后保温20min，之后搅拌熔化产物并去除包括少量镍钴化合物及石墨等的表面浮渣，再将中频炉温度调整至760℃，并往熔化产物内加入熔化产物总质量4‰的四氯化碳，搅拌并保温45min，同时在搅拌过程中去除包括固态氧化夹杂物及少量气体夹杂的表面浮渣，制得铝液，最后在铝液静置20min后将铝液浇铸形成铝铜合金。将产品铝铜合金进行检测，各成分元素质量含量如表3所示。表3铝铜合金各成分元素质量含量元素名称alcu质量含量(％)96.343.65当前第1页12