锂电池正极材料浸提用二氧化碳定量输送混合设备的制作方法

本发明涉及锂电池处理，更具体地说，涉及锂电池正极材料浸提用二氧化碳定量输送混合设备。

背景技术：

1、锂离子电池因其能量密度高、自放电量小、使用寿命长、使用安全可控等优点，长期以来作为笔记本电脑、智能手机等电子设备以及新能源汽车的主要储能装置。随着时间的推移，锂电池的废弃量逐年增长，成为我国主要的城市固体废弃物之一，同时，废旧锂电池中有价金属含量丰富，其含量比一般的稀土矿石要高，是一种具有高价值的城市矿产，所以对废旧锂电池进行资源化回收是既符合社会需求，又能缓解因锂电池产能上升而造成的资源短缺。

2、回收锂电池的过程中，火法冶金、湿法冶金或两者的组合通常用于回收金属元素。干法需要高温烧结数小时，消耗大量能源，延长了生产时间，影响效率，提高了生产成本且包覆均匀性较差；湿法虽然温度较低，但溶剂本身的粘性和表面张力影响了产品性能，且包覆完成后的溶剂回收处理工作乃至于物料表面的水和溶剂残留都是十分棘手的问题。

3、如中国专利号为cn114583314a公开了《多元复合超临界二氧化碳体系资源化废旧钴酸锂电池的方法》，该申请专利在正极材料浸出液中通入二氧化碳混合搅拌，沉淀后过滤，采用超临界二氧化碳/水体系选择性浸取同时碳化正极材料中贵金属锂。目前二氧化碳的加入只是利用输送管通入浸出液中，无法很好的控制二氧化碳于浸出液中的多点均匀输送，从而难以实现二氧化碳与浸出液的充分混合。为此，我们提出锂电池正极材料浸提用二氧化碳定量输送混合设备来有效解决现有技术中所存在的实际问题。

技术实现思路

1、本发明目的在于解决现有在输送二氧化碳过程中难以实现浸出液与二氧化碳充分混合的问题，相比现有技术提供锂电池正极材料浸提用二氧化碳定量输送混合设备，通过在二氧化碳存储罐出气端增设连接有延伸至浸液池内部的螺旋输气管，临界二氧化碳由分流组件与喷射管嘴配合结构喷射于浸出液内，螺旋输气管在旋转、上下升降运动过程中，提高二氧化碳于浸液池内的扩散性，利用不同目数的过筛网配合流速传感器反应浸出液内的正极材料混合过程中粒径大小改变情况，配以螺旋输气管不同转速进行搅动剪切，从而达到更好的混合效果。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、锂电池正极材料浸提用二氧化碳定量输送混合设备，包括浸液池和二氧化碳存储罐，浸液池出气管通过输送泵连接有流量计，流量计另一端连接有输送管，浸液池左右两侧均固定安装有支撑架，一对支撑架上均通过竖向电动导轨连接有升降板，一对升降板上固定安装有衔接架，衔接架上贯穿转动安装有下端延伸至浸液池内的转筒，转筒顶端通过旋转接头连接有与输送管另一端相固定连接有定位管，衔接架顶端安装有对转筒进行旋转驱动的驱动机构，转筒下端固定连接有与其内部相连通设置的螺旋输气管，螺旋输气管外端壁沿其螺旋盘绕方向分布多个与其内部相连通设置的喷射管嘴，喷射管嘴处设有防水排气口。

4、进一步的，衔接架左右两侧下端壁均固定连接有定位板，定位板下端开设有与升降板嵌设安装的嵌设腔，且升降板嵌设于定位板内部的端部与定位板均采用磁吸相吸设置的磁性材料制成，以便于将带有螺旋输气管的支撑架与升降板固定连接，在上下驱动竖向电动导轨，实现螺旋输气管于浸液池内部上下运动，从而提高二氧化碳于浸液池内的扩散性，既提高了二氧化碳与浸出液之间的混合效果。

5、进一步的，驱动机构包括转动安装于衔接架上端壁并与转筒固定套设连接的齿轮组，衔接架上安装有对齿轮组进行驱动的驱动电机。

6、进一步的，螺旋输气管为螺旋盘绕型结构，螺旋输气管包括上下两个对接磁吸设置的螺旋盘绕型管瓣，且喷射管嘴同样为上下两个对接磁吸设置的曲型管瓣。

7、进一步的，转筒与螺旋输气管中部处的顶壁固定连通设置，转筒内部紧密嵌设安装有贯穿至其下部的分流组件，分流组件盘绕于螺旋输气管内部。

8、进一步的，分流组件包括嵌设于转筒内部的嵌设管，嵌设管顶部固定安装有连通管头，连通管头底端固定连接有多个分流管。

9、进一步的，多个分流管与多个由内至外分布于螺旋输气管上的喷射管嘴位置相对应，多个分流管的长度依次递减，且多个分流管自由端分别贯穿至多个喷射管嘴内，增设多个分流管，用于对二氧化碳定量输送，从而实现由喷射管嘴排入至浸液池浸出液处的二氧化碳均等分布。

10、进一步的，上下两个螺旋盘绕型管瓣的外端壁上均沿其螺旋盘绕方向分布有多个剪切片，剪切片向喷射管嘴出气端一侧弯曲设置，且剪切片上分布有剪切锯齿，增设多个剪切片，当螺旋输气管在旋转运动过程中，剪切片有利于对浸出液起到剪切作用，由喷射管嘴喷射出的二氧化碳被剪切片迅速打散，在混合过程中通过剪切进一步减小了浸出液中正极材料的粒径。

11、可选的，浸液池内部四角均分布有多个沉浸于浸出液中的流速检测管，流速检测管上下端分别设有进液口和排液口，流速检测管内部开设有与进液口、排液口相连通设置的流道，流道顶部安装有过筛网，且流道位于滤网下方内端壁安装有流速传感器，位于多个流速检测管内部的过筛网的目数从小到大依次递增。

12、可选的，浸液池上还安装有与驱动电机信号连接的控制器，控制器包括信息采集单元、信息分析单元以及中央调控单元，信息采集单元与驱动电机、流速传感器信息连接，赋予各过筛网目数为a目、b目、c目、d目，a目<b目<c目<d目，赋予各流速传感器检测流经其处的浸出液流速为va、vb、vc、vd，赋予驱动电机驱动螺旋输气管转动的不同转速为va、vb、vc、vd，信息采集单元将所采集到的va、vb、vc、vd传递至信息分析单元，信息分析单元进行分析评估，并将评估信息传递至中央调控单元，中央调控单元对驱动电机的转速进行调控，具体分析调控步骤如下：

13、s1、信息分析单元首先分析目数为a目的过筛网处浸出液的流速va，当va小于事先的预定流速va1范围，中央调控单元提高驱动电机的转速至va；

14、s2、保持va直至所检测到的va大于预定流速va1范围，中央调控单元降低驱动电机)的转速至vb；

15、s3、分析目数为b目的过筛网处浸出液的流速vb，当vb小于预定流速vb1范围，保持驱动电机的转速直至所检测到的vb大于预定流速vb1范围，中央调控单元降低驱动电机的转速至vc；

16、s4、分析目数为c目的过筛网处浸出液的流速vc，当vc小于预定流速vc1范围，保持驱动电机的转速直至所检测到的vc大于预定流速vc1范围，中央调控单元降低驱动电机的转速至vd；

17、s5、分析目数为d目的过筛网处浸出液的流速vd，当vd小于预定流速vd1范围，保持驱动电机的转速vd，当当vd大于预定流速vd1范围，关闭驱动电机，对浸出液静置沉淀并过滤。

18、相比于现有技术，本发明的优点在于：

19、(1)本方案通过在二氧化碳存储罐出气端增设连接有延伸至浸液池内部的螺旋输气管，由分布于螺旋输气管内部的分流组件与喷射管嘴配合，将临界二氧化碳均等喷射于浸出液中，螺旋输气管在旋转、上下升降运动过程中，提高二氧化碳于浸液池内的扩散性，并通过螺旋输气管对浸出液的剪切作用，提高了二氧化碳与浸出液的混合效果，此外，增设多个流速检测管，利用不同目数的过筛网配合流速传感器反应浸出液内的正极材料混合过程中粒径大小改变情况，以浸出液在混合过程中所产生的各过筛流速的对比，配以螺旋输气管不同转速进行搅动剪切，从而达到更好的混合效果。

20、(2)本方案中的螺旋输气管为螺旋盘绕型结构，螺旋输气管包括上下两个对接磁吸设置的螺旋盘绕型管瓣，分流组件包括嵌设于转筒内部的嵌设管，嵌设管顶部固定安装有连通管头，连通管头底端固定连接有多个分流管，多个分流管与多个由内至外分布于螺旋输气管上的喷射管嘴位置相对应，多个分流管的长度依次递减，且多个分流管自由端分别贯穿至多个喷射管嘴内，增设多个分流管，用于对二氧化碳定量输送，从而实现由喷射管嘴排入至浸液池浸出液处的二氧化碳均等分布。

21、(3)本方案中的上下两个螺旋盘绕型管瓣的外端壁上均沿其螺旋盘绕方向分布有多个剪切片，剪切片向喷射管嘴出气端一侧弯曲设置，且剪切片上分布有剪切锯齿，增设多个剪切片，当螺旋输气管在旋转运动过程中，剪切片有利于对浸出液起到剪切作用，由喷射管嘴喷射出的二氧化碳被剪切片迅速打散，在混合过程中通过剪切进一步减小了浸出液中正极材料的粒径，提高了浸出液与二氧化碳的混合效果，从而提高后续过滤效果。