本发明属于废物回收利用技术领域,具体涉及一种废旧电池的处理方法。
背景技术:
动力电池即为工具提供动力来源的电源,多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池。其主要区别于用于汽车发动机起动的起动电池。其具有高能量和高功率、高能量密度、高倍率部分荷电状态下的循环使用等特性。包括了酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、铁镍蓄电池、钠氯化镍蓄电池、银锌蓄电池、钠硫蓄电池、锂蓄电池等。随着动力电池的广泛应用,其使用量逐年增大。动力电池的量也日益增大,随之而来的环境污染和能源浪费也成为关注的焦点问题。动力电池再利用和回收都是我国的新能源汽车产业链考虑较少的环节,而渐行渐近的新能源汽车产业化带来的巨量动力锂电池处理已经成为急迫解决的问题。主要存在一下几个方面的难点:
1.动力电池的分类复杂,一般可分为化学电池、物理电池和生物电池三大类,其中化学电池和物理电池已经应用于量产电动汽车中,而生物电池则被视为未来电动车电池的重要发展方向之一;而化学电池类电池根据材质不同分为镍铬电池、镍氢电池和锂电池,分类的不同也给废旧电池的收回利用带来难度;
2.动力电池的结构比较特殊,包含了电池盖、正极-活性物质为氧化钴锂、隔膜-一种特殊的复合膜、负极-活性物质为碳、有机电解液和电池壳。废旧电池处理时,如何有效安全地将动力电池的保护外壳与电池基体分离是一个关键,如果分离方法不当,会造成电池短路引起火灾甚至爆炸,并产生有毒气体。
目前,常见的废旧电池处理一般都要先进行人工拆卸,人工处理不但效率低下,而且危险性大。虽然也有研究者将其进行了自动化,减少了人工处理工序,但大都是有目的地针对某一单类电池进行回收处理,而不能用一条生产线同时处理所有类别的动力电池,而且分离纯度不高。
技术实现要素:
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供工一种废旧电池的处理方法,该方法不仅序简单、回收率高,而且对环境友好,适合各种类型的废旧电池处理。
本发明是通过以下技术方案来实现的:
一种废旧电池的处理方法,具体为:先将所述废旧电池进行撕碎然后热解处理,热解所得气体依次进行除尘和碱水喷淋,滤液压滤后进行石灰沉淀;热解所得固体依次进行冷却、粗破碎、细破碎、重力风选和磁选,分离出各种金属。此处只能用撕碎,不能用其他切割等破碎方法。
较佳地,所述撕碎为将废旧电池放入撕碎设备,由咬合齿轮对废旧电池进行撕碎。本发明充分利用适当力度的咬合撕碎,只需要破坏密封性就行,不需要将物料粉碎很细,该过程可以针对不同电池设置不同力度,因此在撕碎过程中不会因为过大力,多大摩擦而引起火星或爆炸。不像其他技术需要切割,会因为切割摩擦引起安全隐患。
较佳地,所述热解处理为:将撕碎后的废旧电池转入旋转窑炉中进行热解,所述旋转窑炉窑炉内温度为400-500℃,同时通入助燃剂。助燃气体可以为各种可燃气体,优选煤气。将撕碎的废旧电池直接投入到旋转窑炉中进行热解,一方面因为使用旋转窑炉,温度只需要400-500℃即可全部达到工艺要求,其中隔膜、胶、外包装等非金属材质直接气化,热解残渣只剩下各种金属。相对现有技术需要将正极片、负极片清洗烘干后分别进行煅烧(一般温度为600-800℃)不但简化了工序,同时节约了能源。另外一方面,不害怕爆炸和毒气对人或环境造成影响。热解过程为密闭,而且窑炉的厚壁可以承受几千公斤的冲击力,因而热解过程中有的小爆炸也被消化在窑炉内,不会造成人或影响。
较佳地,所述碱水喷淋为用浓度为50-70g/l的氢氧化钠溶液进行三层水塔式循环喷淋处理,滤液压滤后分离出钴粉;碱水喷淋后的气体用石灰沉淀后排放。
较佳地,所述重力风选时,使用的重力风选机至少三层震动筛,细碎后的混合物料中轻质粉尘由风选首先排出,接着轻质的金属在震动筛选时依次排出,最后筛选出较重的金属。
所述磁选工序,筛选出磁性金属和非磁性金属,所述磁选工序后,还可以设置震动筛选。
本发明将废旧电池直接进行撕碎然后热解处理,热解所得气体依次进行除尘和碱水喷淋,滤液压滤后进行石灰沉淀;热解所得固体依次进行冷却、粗破碎、细破碎、重力风选和磁选,分离出各种金属。此处,本发明只能用撕碎,不能用其他切割等破碎方法,相对现有技术不需要额外进行放电处理、清除电解液和分离正极片、负极片和隔膜,不仅大大节约了时间成本和工艺成本,而且大大降低了对环境的污染,尤其是一条生成线可以适合各种不同类型的废旧电池处理,而且最终回收得到的金属纯度高,达到98.8%。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明,以助于本领域技术人员理解本发明。
如图1所示,一种废旧电池的处理方法:先将将废旧电池放入撕碎设备,由咬合齿轮通过相对齿轮大小不同、速度不同对废旧电池进行撕碎;撕碎后将废旧电池转移到旋转窑炉中,将炉内温度升到400-500℃,同时通入煤气,进行热解1-5小时(不同材质的电池可以根据实际情况选择适当的温度);此工序中,除金属外的其他物质气化排出。热解所得气体依次进行除尘和50-70g/l的氢氧化钠溶液进行三层水塔式循环喷淋处理,滤液压滤后分离出钴粉滤渣,滤液压滤后滤液进行石灰沉淀;分别进行回收。热解所得固体先进行冷却,冷却后物料变得脆已于后续的破碎,接着进行粗破碎、细破碎,然后进行重力风选。先风选,风选时首先将残留的粉尘、塑料和部分石墨与金属进行分离;接着进行震动筛选,根据金属的性质,经过热解后冷却破碎得到不同粒径的金属,分选出石墨和部分钴,剩下铁、铜、镍和部分钴金属。接着进行磁选,分离出磁性金属(铁、镍、钴等)和非磁性金属(铜、部分铝);磁性金属可以进一步粉碎后过筛,分选出纯度为98.8%的铁和镍(景检侧钴和石墨含量1%一下)。非磁性金属可以进一步粉碎后过筛,分选出纯度为97.8%的铜、铝和钴,其中不含铁镍的钴价值高。
上述实施例,只是本发明的较佳实施例,并非用来限制本发明实施范围,故凡以本发明权利要求所述的特征及原理所做的等效变化或修饰,均应包括在本发明权利要求范围之内。