權(quán)利要求書: 1.一種深層共晶溶劑回收再生三元
鋰電池正極材料的裝置,其特征在于,包括熱解爐(3)、第一集料器(4)、多級(jí)
浮選器(6)、旋流混合器(10)和再生爐(12),所述熱解爐(3)的固體出口與多級(jí)浮選器(6)連通,所述多級(jí)浮選器(6)與旋流混合器(10)連通,所述旋流混合器(10)與再生爐(12)連通;所述熱解爐(3)的氣體出口與第一集料器(4)連通。
2.如權(quán)利要求1所述的深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置,其特征在于,所述深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置還包括多級(jí)排砂泵(7)、壓濾式烘干箱(8)和粉碎機(jī)(9),所述多級(jí)浮選器(6)通過多級(jí)排砂泵(7)與壓濾式烘干箱(8)連通,所述壓濾式烘干箱(8)與粉碎機(jī)(9)連通,所述粉碎機(jī)(9)與旋流混合器(10)連通。
3.如權(quán)利要求2所述的深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置,其特征在于,所述深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置還包括出料系統(tǒng)(28),所述出料系統(tǒng)(28)包括分離機(jī)(13)、研磨機(jī)(15)、旋振篩(16)和第二集料器(18),所述再生爐(12)與分離機(jī)(13)連通,所述分離機(jī)(13)的固體出口與研磨機(jī)(15)連通,所述研磨機(jī)(15)與第二集料器(18)連通,所述旋振篩(16)內(nèi)設(shè)置有篩網(wǎng),通過篩網(wǎng)將旋振篩(16)的內(nèi)腔分割形成上部粗顆粒腔和下部細(xì)顆粒腔,所述第二集料器(18)與旋振篩(16)的上部粗顆粒腔連通,所述旋振篩(16)的上部粗顆粒腔與研磨機(jī)(15)連通,所述再生爐(12)與研磨機(jī)(15)連通。
4.如權(quán)利要求3所述的深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置,其特征在于,所述深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置還包括環(huán)保系統(tǒng)(29),所述環(huán)保系統(tǒng)(29)包括脈沖
除塵器(19)、等離子凈化器(20)、噴淋塔(22)和引風(fēng)機(jī)(23),所述脈沖除塵器(19)通過等離子凈化器(20)與噴淋塔(22)連通,所述等離子凈化器(20)與引風(fēng)機(jī)(23)連通,第一集料器(4)的氣體出口、多級(jí)浮選器(6)的氣體出口、壓濾式烘干箱(8)的氣體出口、旋流混合器(10)的氣體出口、分離機(jī)(13)的氣體出口和第二集料器(18)的氣體出口均與脈沖除塵器(19)連通。
5.如權(quán)利要求4所述的深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置,其特征在于,所述環(huán)保系統(tǒng)(29)還包括活性炭吸附箱(21),所述等離子凈化器(20)通過活性炭吸附箱(21)與噴淋塔(22)連通。
6.如權(quán)利要求3所述的深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置,其特征在于,所述深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置還包括輸送系統(tǒng)(27),所述輸送系統(tǒng)(27)包括布料機(jī)(1)、第一螺旋輸送機(jī)(2)和第二螺旋輸送機(jī)(5),所述布料機(jī)(1)通過第一螺旋輸送機(jī)(2)與熱解爐(3)連通;所述熱解爐(3)的固體出口通過第二螺旋輸送機(jī)(5)與多級(jí)浮選器(6)連通。
7.如權(quán)利要求6所述的深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置,其特征在于,所述輸送系統(tǒng)(27)還包括高粘度泵(11)、第三螺旋輸送機(jī)(14)、第四螺旋輸送機(jī)(17)、第五螺旋輸送機(jī)(24)和輸送帶(25),所述旋流混合器(10)通過高粘度泵(11)與再生爐(12)連通;所述分離機(jī)(13)的固體出口通過第三螺旋輸送機(jī)(14)與研磨機(jī)(15)連通;所述第四螺旋輸送機(jī)(17)與旋振篩(16)的下部細(xì)顆粒腔連通;所述粉碎機(jī)(9)通過第五螺旋輸送機(jī)(24)與旋流混合器(10)連通;所述壓濾式烘干箱(8)通過輸送帶(25)與粉碎機(jī)(9)連通。
8.如權(quán)利要求2所述的深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置,其特征在于,所述多級(jí)浮選器(6)包括雙向?qū)Я髌?33)、多級(jí)浮選器腔體一(36)、多級(jí)浮選器腔體二(37)和多級(jí)浮選器腔體三(38),所述多級(jí)浮選器腔體一(36)通過雙向?qū)Я髌?33)與多級(jí)浮選器腔體二(37)連通,所述多級(jí)浮選器腔體二(37)通過雙向?qū)Я髌?33)與多級(jí)浮選器腔體三(38)連通,所述熱解爐(3)的固體出口與多級(jí)浮選器腔體一(36)連通,所述多級(jí)浮選器腔體三(38)與多級(jí)排砂泵(7)連通。
9.如權(quán)利要求8所述的深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置,其特征在于,所述多級(jí)浮選器(6)還包括刮板(30)、葉輪(31)、起泡器(32)和泡沫收集箱(35),所述多級(jí)浮選器腔體一(36)的內(nèi)腔和多級(jí)浮選器腔體三(38)的內(nèi)腔均沿軸向設(shè)置有葉輪(31),所述多級(jí)浮選器腔體一(36)上和多級(jí)浮選器腔體三(38)上均設(shè)置有泡沫收集箱(35),所述多級(jí)浮選器腔體一(36)通過刮板(30)與多級(jí)浮選器腔體一(36)對(duì)應(yīng)的泡沫收集箱(35)連通,所述多級(jí)浮選器腔體三(38)通過刮板(30)與多級(jí)浮選器腔體三(38)對(duì)應(yīng)的泡沫收集箱(35)連通,所述多級(jí)浮選器腔體一(36)的腔壁上和多級(jí)浮選器腔體三(38)的腔壁上均設(shè)置有起泡器(32)。
10.如權(quán)利要求2所述的深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置,其特征在于,所述旋流混合器(10)包括驅(qū)動(dòng)件、殼體、蓋板(39)、控溫器(40)、槳葉(41)和取樣口(42),所述蓋板(39)設(shè)置在殼體的頂部開口處,所述取樣口(42)貫穿蓋板(39)與殼體的內(nèi)腔連通,所述槳葉(41)沿殼體的軸向設(shè)置在殼體的內(nèi)腔中,所述驅(qū)動(dòng)件的動(dòng)力輸出端通過傳動(dòng)軸與槳葉(41)連接,所述傳動(dòng)軸與蓋板(39)旋轉(zhuǎn)連接,所述控溫器(40)與殼體的內(nèi)壁固定連接,所述粉碎機(jī)(9)通過蓋板(39)與旋流混合器(10)的內(nèi)腔連通。
說明書: 一種深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實(shí)用新型屬于電池資源回收技術(shù)領(lǐng)域,涉及三元鋰電池正極材料的回收技術(shù),具體為一種深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置。背景技術(shù)[0002] 現(xiàn)如今,伴隨著世界范圍內(nèi)
新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,鋰電池已步入退役的高峰期。鋰電池正極材料中的貴金屬含量遠(yuǎn)高于天然金屬礦藏,具有極高的回收價(jià)值,高效回收退役的鋰電池中的鎳、鈷、鋰等元素,可以緩解我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)面臨的電池生產(chǎn)原材料緊缺的問題。現(xiàn)有技術(shù)中,針對(duì)三元鋰
電池材料回收所采用的方法主要有火法冶金和
濕法冶金兩種,火法冶金是將退役的三元鋰電池正極材料置于高溫熔融狀態(tài)下進(jìn)行修復(fù)再生,然而其能耗高,造成處理成本較高;濕法冶金是將三元鋰電池正極材料中的金屬Ni、Co、Mn、Li等提取出來(lái),轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的可溶性鹽,例如:Li2CO3、CoSO4、MnSO4和NiSO4,再經(jīng)后續(xù)物化處理,例如置換處理、沉淀處理、焙燒處理等來(lái)實(shí)現(xiàn)三元鋰電池正極材料的回收,濕法冶金存在投資大、流程長(zhǎng)以及二次污染的問題。因此,利用火法冶金和濕法冶金已經(jīng)不能滿足對(duì)三元鋰電池正極材料的回收,亟需開發(fā)出環(huán)境友好的新型溶劑,并設(shè)計(jì)出相應(yīng)工藝,以滿足實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)三元鋰電池正極材料的回收需求。[0003] 深層共晶溶劑是一類由氫鍵供體和氫鍵受體制備的一種溶劑,與其他溶劑相比,深層共晶溶劑便宜、易得、相對(duì)無(wú)毒且可生物降解,對(duì)金屬氧化物有著較高的溶解能力,在回收三元正極材料中有著巨大的潛力,但當(dāng)前缺乏與之匹配的設(shè)備,無(wú)法實(shí)現(xiàn)三元鋰電池正極材料的回收。實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 針對(duì)上述所描述的現(xiàn)有技術(shù)中在利用深層共晶溶劑回收三元鋰電池正極材料時(shí),缺乏相應(yīng)的回收設(shè)備的問題,本實(shí)用新型提出了一種深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置。[0005] 本實(shí)用新型一種深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置,其通過旋流混合器配置深層共晶溶劑,同時(shí)完成浸取和補(bǔ)料過程,與三元鋰電池材料形成三元鋰電池正極材料前驅(qū)體,再通過再生爐完成三元鋰電池正極材料的塑形,實(shí)現(xiàn)了廢舊三元鋰電池正極材料的綠色修復(fù)再生,降低了廢舊三元鋰電池正極材料的回收成本,提高了電池材料的回收效率;其具體技術(shù)方案如下:[0006] 一種深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置,包括熱解爐、第一集料器、多級(jí)浮選器、旋流混合器和再生爐,所述熱解爐的固體出口與多級(jí)浮選器連通,所述多級(jí)浮選器與旋流混合器連通,所述旋流混合器與再生爐連通;所述熱解爐的氣體出口與第一集料器連通。[0007] 進(jìn)一步限定,所述深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置還包括多級(jí)排砂泵、壓濾式烘干箱和粉碎機(jī),所述多級(jí)浮選器通過多級(jí)排砂泵與壓濾式烘干箱連通,所述壓濾式烘干箱與粉碎機(jī)連通,所述粉碎機(jī)與旋流混合器連通。[0008] 進(jìn)一步限定,所述深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置還包括出料系統(tǒng),所述出料系統(tǒng)包括分離機(jī)、研磨機(jī)、旋振篩和第二集料器,所述再生爐與分離機(jī)連通,所述分離機(jī)的固體出口與研磨機(jī)連通,所述研磨機(jī)與第二集料器連通,所述旋振篩內(nèi)設(shè)置有篩網(wǎng),通過篩網(wǎng)將旋振篩的內(nèi)腔分割形成上部粗顆粒腔和下部細(xì)顆粒腔,所述第二集料器與旋振篩的上部粗顆粒腔連通,所述旋振篩的上部粗顆粒腔與研磨機(jī)連通,所述再生爐與研磨機(jī)連通。[0009] 進(jìn)一步限定,所述深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置還包括環(huán)保系統(tǒng),所述環(huán)保系統(tǒng)包括脈沖除塵器、等離子凈化器、噴淋塔和引風(fēng)機(jī),所述脈沖除塵器通過等離子凈化器與噴淋塔連通,所述等離子凈化器與引風(fēng)機(jī)連通,第一集料器的氣體出口、多級(jí)浮選器的氣體出口、壓濾式烘干箱的氣體出口、旋流混合器的氣體出口、分離機(jī)的氣體出口和第二集料器的氣體出口均與脈沖除塵器連通。[0010] 進(jìn)一步限定,所述環(huán)保系統(tǒng)還包括活性炭吸附箱,所述等離子凈化器通過活性炭吸附箱與噴淋塔連通。[0011] 進(jìn)一步限定,所述深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置還包括輸送系統(tǒng),所述輸送系統(tǒng)包括布料機(jī)、第一螺旋輸送機(jī)和第二螺旋輸送機(jī),所述布料機(jī)通過第一螺旋輸送機(jī)與熱解爐連通;所述熱解爐的固體出口通過第二螺旋輸送機(jī)與多級(jí)浮選器連通。[0012] 進(jìn)一步限定,所述輸送系統(tǒng)還包括高粘度泵、第三螺旋輸送機(jī)、第四螺旋輸送機(jī)、第五螺旋輸送機(jī)和輸送帶,所述旋流混合器通過高粘度泵與再生爐連通;所述分離機(jī)的固體出口通過第三螺旋輸送機(jī)與研磨機(jī)連通;所述第四螺旋輸送機(jī)與旋振篩的下部細(xì)顆粒腔連通;所述粉碎機(jī)通過第五螺旋輸送機(jī)與旋流混合器連通;所述壓濾式烘干箱通過輸送帶與粉碎機(jī)連通。[0013] 進(jìn)一步限定,所述多級(jí)浮選器包括雙向?qū)Я髌?、多?jí)浮選器腔體一、多級(jí)浮選器腔體二和多級(jí)浮選器腔體三,所述多級(jí)浮選器腔體一通過雙向?qū)Я髌髋c多級(jí)浮選器腔體二連通,所述多級(jí)浮選器腔體二通過雙向?qū)Я髌髋c多級(jí)浮選器腔體三連通,所述熱解爐的固體出口與多級(jí)浮選器腔體一連通,所述多級(jí)浮選器腔體三與多級(jí)排砂泵連通。[0014] 進(jìn)一步限定,所述多級(jí)浮選器還包括刮板、葉輪、起泡器和泡沫收集箱,所述多級(jí)浮選器腔體一的內(nèi)腔和多級(jí)浮選器腔體三的內(nèi)腔均沿軸向設(shè)置有葉輪,所述多級(jí)浮選器腔體一上和多級(jí)浮選器腔體三上均設(shè)置有泡沫收集箱,所述多級(jí)浮選器腔體一通過刮板與多級(jí)浮選器腔體一對(duì)應(yīng)的泡沫收集箱連通,所述多級(jí)浮選器腔體三通過刮板與多級(jí)浮選器腔體三對(duì)應(yīng)的泡沫收集箱連通,所述多級(jí)浮選器腔體一的腔壁上和多級(jí)浮選器腔體三的腔壁上均設(shè)置有起泡器。[0015] 進(jìn)一步限定,所述旋流混合器包括驅(qū)動(dòng)件、殼體、蓋板、控溫器、槳葉和取樣口,所述蓋板設(shè)置在殼體的頂部開口處,所述取樣口貫穿蓋板與殼體的內(nèi)腔連通,所述槳葉沿殼體的軸向設(shè)置在殼體的內(nèi)腔中,所述驅(qū)動(dòng)件的動(dòng)力輸出端通過傳動(dòng)軸與槳葉連接,所述傳動(dòng)軸與蓋板旋轉(zhuǎn)連接,所述控溫器與殼體的內(nèi)壁固定連接,所述粉碎機(jī)通過蓋板與旋流混合器的內(nèi)腔連通。[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的有益效果在于:[0017] 1、本實(shí)用新型深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置,其包括熱解爐、第一集料器、多級(jí)浮選器、旋流混合器和再生爐,通過熱解爐去除三元鋰電池正
負(fù)極材料中的有機(jī)質(zhì),去除過程中產(chǎn)生的氣體收集至第一集料器中,留下的固體(三元鋰電池正負(fù)極材料)進(jìn)入多級(jí)浮選器,在多級(jí)浮選器中通過深層共晶溶劑對(duì)三元鋰電池正負(fù)極材料進(jìn)行浮選,分離出正極粉(三元鋰電池正極材料),并對(duì)正極粉進(jìn)行清洗,之后將正極粉輸送至旋流混合器,在旋流混合器中進(jìn)行浸取和補(bǔ)料,通過浸取過程提取正極粉中的Ni、Co、Mn和Li等元素,補(bǔ)料過程是向浸取出的Ni、Co、Mn和Li等元素中加入鎳鹽、含鎳的堿、鎳的氧化物、鈷鹽、含鈷的堿、鈷的氧化物、錳鹽、含錳的堿或錳的氧化物,保證深層共晶溶劑中總酸性離子與總金屬離子的摩爾比為1.2:1,經(jīng)過pH調(diào)節(jié)和蒸發(fā)操作形成三元鋰電池正極材料前驅(qū)體,再通過再生爐完成三元鋰電池正極材料的塑形,實(shí)現(xiàn)了廢舊三元鋰電池正極材料的綠色修復(fù)再生,降低了廢舊三元鋰電池正極材料的回收成本,提高了電池材料的回收效率。[0018] 2、本實(shí)用新型深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置,其還包括多級(jí)排砂泵、壓濾式烘干箱和粉碎機(jī),通過多級(jí)排砂泵將清洗完的正極粉輸送至壓濾式烘干箱中,通過壓濾式烘干箱將含水率高的正極粉進(jìn)行壓濾和烘干,之后通過粉碎機(jī)將壓濾和烘干后的正極粉粉碎,便于后續(xù)的浸取操作,提高浸取效果。[0019] 3、本實(shí)用新型深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置,其還包括出料系統(tǒng),出料系統(tǒng)包括分離機(jī)、研磨機(jī)、旋振篩和第二集料器,分離機(jī)用于對(duì)從再生爐出來(lái)的塑性的正極粉(三元鋰電池正極材料)進(jìn)行氣固分離,分離出的固體進(jìn)入研磨機(jī)中進(jìn)行研磨,研磨后的正極粉進(jìn)入第二集料器,在第二集料器進(jìn)行集中收集,之后從第二集料器進(jìn)入旋振篩的上部粗顆粒腔,通過篩網(wǎng)進(jìn)行篩分后,粗的正極粉留在篩網(wǎng)上方,細(xì)的正極粉被篩分至下部細(xì)顆粒腔內(nèi),留在篩網(wǎng)上方的粗的正極粉繼續(xù)進(jìn)入研磨機(jī)中進(jìn)行研磨,實(shí)現(xiàn)正極粉的循環(huán)研磨、回收。[0020] 4、本實(shí)用新型深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置還包括環(huán)保系統(tǒng),環(huán)保系統(tǒng)包括脈沖除塵器、等離子凈化器、噴淋塔和引風(fēng)機(jī),脈沖除塵器用于收集從第一集料器、多級(jí)浮選器、壓濾式烘干箱、旋流混合器、分離機(jī)和第二集料器流出的氣體,并對(duì)氣體中的粉塵進(jìn)行分離和收集,等離子凈化器用于去除氣體中的揮發(fā)性尾氣,噴淋塔用于吸收剩余的尾氣,引風(fēng)機(jī)用于為氣體的流動(dòng)提供輸送力。[0021] 5、環(huán)保系統(tǒng)還包括活性炭吸附箱,活性炭吸附箱用于吸附氣體中的OCs。[0022] 6、本實(shí)用新型深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置還包括輸送系統(tǒng),輸送系統(tǒng)包括布料機(jī)、第一螺旋輸送機(jī)和第二螺旋輸送機(jī),布料機(jī)用于將進(jìn)入熱解爐之前的三元鋰電池正負(fù)極材料進(jìn)行均布,確保三元鋰電池正負(fù)極材料能夠均勻的沿著熱解爐的入口進(jìn)入熱解爐內(nèi);通過第一螺旋輸送機(jī)將布料機(jī)上均布好的三元鋰電池正負(fù)極材料輸送至熱解爐內(nèi),通過第二螺旋輸送機(jī)將熱解爐內(nèi)流出的三元鋰電池正負(fù)極材料輸送至多級(jí)浮選器內(nèi)。[0023] 7、輸送系統(tǒng)還包括高粘度泵、第三螺旋輸送機(jī)、第四螺旋輸送機(jī)、第五螺旋輸送機(jī)和輸送帶,通過高粘度泵將旋流混合器流出的三元鋰電池正極材料前驅(qū)體輸送至再生爐內(nèi),通過第三螺旋輸送機(jī)將分離機(jī)流出的正極粉輸送至研磨機(jī)內(nèi),通過第四螺旋輸送機(jī)用于對(duì)篩分好的細(xì)的正極粉進(jìn)行輸送,通過第五螺旋輸送機(jī)將粉碎機(jī)粉碎的正極粉輸送至旋流混合器中,通過輸送帶將壓濾式烘干箱內(nèi)壓濾并烘干的正極粉輸送至粉碎機(jī)內(nèi)。[0024] 8、多級(jí)浮選器包括雙向?qū)Я髌?、多?jí)浮選器腔體一、多級(jí)浮選器腔體二和多級(jí)浮選器腔體三,在多級(jí)浮選器腔體一內(nèi)添加有用于浮選的浮選劑,在多級(jí)浮選器腔體三內(nèi)添加有用于清洗的水,多級(jí)浮選器腔體一用于對(duì)三元鋰電池正負(fù)極材料中的正極粉和負(fù)極粉進(jìn)行浮選,實(shí)現(xiàn)正極粉和負(fù)極粉的分離,多級(jí)浮選器腔體二用于暫時(shí)儲(chǔ)存多級(jí)浮選器腔體一內(nèi)浮選好的正極粉。[0025] 9、多級(jí)浮選器還包括刮板、葉輪、起泡器和泡沫收集箱,起泡器用于使浮選劑或水起泡,葉輪用于攪拌浮選劑或水,提高浮選或清洗效果,通過刮板將分離出的負(fù)極粉和泡沫引流至泡沫收集箱內(nèi)進(jìn)行集中收集。[0026] 10、旋流混合器包括驅(qū)動(dòng)件、殼體、蓋板、控溫器、槳葉和取樣口,驅(qū)動(dòng)件用于驅(qū)動(dòng)槳葉旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)的槳葉使得正極粉與深層共晶溶劑充分混勻,提高Ni、Co、Mn和Li等元素的提取率,蓋板用于封閉殼體的頂部開口,控溫器用于控制旋流混合器的腔體溫度,能夠進(jìn)行升溫和降溫;取樣口用于在殼體取出正極粉與深層共晶溶劑的混合液,便于對(duì)正極粉與深層共晶溶劑的混合液中的各個(gè)成分進(jìn)行分析。附圖說明[0027] 圖1為本實(shí)用新型深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖一;[0028] 圖2為本實(shí)用新型深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖二;[0029] 圖3為多級(jí)浮選器的主視圖;[0030] 圖4為多級(jí)浮選器的側(cè)視圖;[0031] 圖5為旋流混合器的結(jié)構(gòu)示意圖;[0032] 其中,1?布料機(jī);2?第一螺旋輸送機(jī);3?熱解爐;4?第一集料器;5?第二螺旋輸送機(jī);6?多級(jí)浮選器;7?多級(jí)排砂泵;8?壓濾式烘干箱;9?粉碎機(jī);10?旋流混合器;11?高粘度泵;12?再生爐;13?分離機(jī);14?第三螺旋輸送機(jī);15?研磨機(jī);16?旋振篩;17?第四螺旋輸送機(jī);18?第二集料器;19?脈沖除塵器;20?等離子凈化器;21?活性炭吸附箱;22?噴淋塔;23?引風(fēng)機(jī);24?第五螺旋輸送機(jī);25?輸送帶;26?管道;27?輸送系統(tǒng);28?出料系統(tǒng);29?環(huán)保系統(tǒng);30?刮板;31?葉輪;32?起泡器;33?雙向?qū)Я髌鳎?4?第一出料口;35?泡沫收集箱;36?多級(jí)浮選器腔體一;37?多級(jí)浮選器腔體二;38?多級(jí)浮選器腔體三;39?蓋板;40?控溫器;41?槳葉;42?取樣口;43?第二出料口;44?進(jìn)料口。具體實(shí)施方式[0033] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步地解釋說明,但本實(shí)用新型并不限于以下說明的實(shí)施方式。[0034] 實(shí)施例[0035] 參見圖1和圖2,本實(shí)施例一種深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置,其包括熱解爐3、第一集料器4、多級(jí)浮選器6、旋流混合器10和再生爐12,熱解爐3的固體出口與多級(jí)浮選器6連通,多級(jí)浮選器6與旋流混合器10連通,旋流混合器10與再生爐12連通;熱解爐3的氣體出口與第一集料器4連通。具體的,熱解爐3的進(jìn)口為三元鋰電池正負(fù)極材料的進(jìn)料口,熱解爐3的固體出口與多級(jí)浮選器6的入口連通,多級(jí)浮選器6的固體出口與旋流混合器10的進(jìn)口連通,旋流混合器10的固體出口與再生爐12的進(jìn)口連通;熱解爐3的氣體出口與第一集料器4進(jìn)口連通。[0036] 深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置還包括多級(jí)排砂泵7、壓濾式烘干箱8和粉碎機(jī)9,多級(jí)浮選器6通過多級(jí)排砂泵7與壓濾式烘干箱8連通,壓濾式烘干箱8與粉碎機(jī)9連通,粉碎機(jī)9與旋流混合器10連通。具體的,多級(jí)浮選器6的固體出口與多級(jí)排砂泵7的進(jìn)口連通,多級(jí)排砂泵7的出口與壓濾式烘干箱8的進(jìn)口連通,壓濾式烘干箱8的出口與粉碎機(jī)9的進(jìn)口連通,粉碎機(jī)9的出口與旋流混合器10的進(jìn)口連通。[0037] 深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置還包括出料系統(tǒng)28,出料系統(tǒng)28包括分離機(jī)13、研磨機(jī)15、旋振篩16和第二集料器18,再生爐12與分離機(jī)13連通,分離機(jī)
13的固體出口與研磨機(jī)15連通,研磨機(jī)15與第二集料器18連通,旋振篩16內(nèi)設(shè)置有篩網(wǎng),通過篩網(wǎng)將旋振篩16的內(nèi)腔分割形成上部粗顆粒腔和下部細(xì)顆粒腔,第二集料器18與旋振篩
16的上部粗顆粒腔連通,旋振篩16的上部粗顆粒腔與研磨機(jī)15連通,再生爐12與研磨機(jī)15連通。具體的,再生爐12的出口與分離機(jī)13的進(jìn)口和研磨機(jī)15的進(jìn)口均連通,分離機(jī)13的出口與研磨機(jī)15的進(jìn)口連通,研磨機(jī)15的出口與第二集料器18的進(jìn)口連通,第二集料器18的出口與旋振篩16的上部粗顆粒腔連通,旋振篩16的上部粗顆粒腔與研磨機(jī)15的進(jìn)口連通。
[0038] 深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置還包括環(huán)保系統(tǒng)29,環(huán)保系統(tǒng)29包括脈沖除塵器19、等離子凈化器20、噴淋塔22和引風(fēng)機(jī)23,脈沖除塵器19通過等離子凈化器20與噴淋塔22連通,等離子凈化器20與引風(fēng)機(jī)23連通,第一集料器4的氣體出口、多級(jí)浮選器6的氣體出口、壓濾式烘干箱8的氣體出口、旋流混合器10的氣體出口、分離機(jī)13的氣體出口和第二集料器18的氣體出口均與脈沖除塵器19連通。具體的,第一集料器4的氣體出口、多級(jí)浮選器6的氣體出口、壓濾式烘干箱8的氣體出口、旋流混合器10的氣體出口、分離機(jī)13的氣體出口和第二集料器18的氣體出口均通過管道26與脈沖除塵器19的進(jìn)氣口連通,脈沖除塵器19的出氣口與等離子凈化器20的進(jìn)氣口連通,等離子凈化器20的出氣口與噴淋塔22的進(jìn)氣口連通,噴淋塔22的出氣口與引風(fēng)機(jī)23連通,整個(gè)環(huán)保系統(tǒng)29為封閉的結(jié)構(gòu),避免氣體向外泄露。
[0039] 環(huán)保系統(tǒng)29還包括活性炭吸附箱21,等離子凈化器20通過活性炭吸附箱21與噴淋塔22連通。具體的,等離子凈化器20的出氣口與活性炭吸附箱21的進(jìn)氣口連通,活性炭吸附箱21的出氣口與噴淋塔22的進(jìn)氣口連通。[0040] 深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置還包括輸送系統(tǒng)27,輸送系統(tǒng)27包括布料機(jī)1、第一螺旋輸送機(jī)2和第二螺旋輸送機(jī)5,布料機(jī)1通過第一螺旋輸送機(jī)2與熱解爐3連通;熱解爐3的固體出口通過第二螺旋輸送機(jī)5與多級(jí)浮選器6連通。具體的,布料機(jī)
1的出料口與第一螺旋輸送機(jī)2的進(jìn)口連通,第一螺旋輸送機(jī)2的出口與熱解爐3的進(jìn)口連通;熱解爐3的固體出口與第二螺旋輸送機(jī)5的進(jìn)口連通,第二螺旋輸送機(jī)5的出口與多級(jí)浮選器6的進(jìn)口連通。
[0041] 輸送系統(tǒng)27還包括高粘度泵11、第三螺旋輸送機(jī)14、第四螺旋輸送機(jī)17、第五螺旋輸送機(jī)24和輸送帶25,旋流混合器10通過高粘度泵11與再生爐12連通;分離機(jī)13的固體出口通過第三螺旋輸送機(jī)14與研磨機(jī)15連通;第四螺旋輸送機(jī)17與旋振篩16的下部細(xì)顆粒腔連通;粉碎機(jī)9通過第五螺旋輸送機(jī)24與旋流混合器10連通;壓濾式烘干箱8通過輸送帶25與粉碎機(jī)9連通。具體的,旋流混合器10的出口與高粘度泵11的進(jìn)口連通,高粘度泵11的出口與再生爐12的進(jìn)口連通;分離機(jī)13的固體出口與第三螺旋輸送機(jī)14的進(jìn)口連通,第三螺旋輸送機(jī)14的出口與研磨機(jī)15的進(jìn)口連通;第四螺旋輸送機(jī)17的進(jìn)口與旋振篩16的下部細(xì)顆粒腔的出口連通;粉碎機(jī)9的出口與第五螺旋輸送機(jī)24的進(jìn)口連通,第五螺旋輸送機(jī)24的出口與旋流混合器10的進(jìn)口連通;壓濾式烘干箱8的出口與輸送帶25的進(jìn)口連通,輸送帶25的出口與粉碎機(jī)9的進(jìn)口連通。[0042] 參見圖3和圖4,本實(shí)施例多級(jí)浮選器6包括雙向?qū)Я髌?3、多級(jí)浮選器腔體一36、多級(jí)浮選器腔體二37和多級(jí)浮選器腔體三38,多級(jí)浮選器腔體一36通過雙向?qū)Я髌?3與多級(jí)浮選器腔體二37連通,多級(jí)浮選器腔體二37通過雙向?qū)Я髌?3與多級(jí)浮選器腔體三38連通,熱解爐3的固體出口與多級(jí)浮選器腔體一36連通,多級(jí)浮選器腔體三38與多級(jí)排砂泵7連通。[0043] 本實(shí)施例多級(jí)浮選器6還包括刮板30、葉輪31、起泡器32和泡沫收集箱35,多級(jí)浮選器腔體一36的內(nèi)腔和多級(jí)浮選器腔體三38的內(nèi)腔均沿軸向設(shè)置有葉輪31,多級(jí)浮選器腔體一36上和多級(jí)浮選器腔體三38上均設(shè)置有泡沫收集箱35,多級(jí)浮選器腔體一36通過刮板30與多級(jí)浮選器腔體一36對(duì)應(yīng)的泡沫收集箱35連通,多級(jí)浮選器腔體三38通過刮板30與多級(jí)浮選器腔體三38對(duì)應(yīng)的泡沫收集箱35連通,多級(jí)浮選器腔體一36的腔壁上和多級(jí)浮選器腔體三38的腔壁上均設(shè)置有起泡器32。優(yōu)選的,葉輪31與多級(jí)浮選器腔體一36同軸設(shè)置,葉輪31與多級(jí)浮選器腔體三38同軸設(shè)置。具體的,在多級(jí)浮選器腔體一36的外側(cè)壁上和多級(jí)浮選器腔體三38的外側(cè)壁上均設(shè)置有泡沫收集箱35。優(yōu)選的,起泡器32設(shè)置在多級(jí)浮選器腔體一36的內(nèi)腔底壁上和多級(jí)浮選器腔體三38的內(nèi)腔底壁上,在多級(jí)浮選器腔體二37的底壁上設(shè)置有第一出料口34,第一出料口34與多級(jí)浮選器腔體二37的內(nèi)腔連通。
[0044] 參見圖5,本實(shí)施例旋流混合器10包括驅(qū)動(dòng)件、殼體、蓋板39、控溫器40、槳葉41和取樣口42,蓋板39設(shè)置在殼體的頂部開口處,取樣口42貫穿蓋板39與殼體的內(nèi)腔連通,槳葉41沿殼體的軸向設(shè)置在殼體的內(nèi)腔中,驅(qū)動(dòng)件的動(dòng)力輸出端通過傳動(dòng)軸與槳葉41連接,傳動(dòng)軸與蓋板39旋轉(zhuǎn)連接,控溫器40與殼體的內(nèi)壁固定連接,粉碎機(jī)9通過蓋板39與旋流混合器10的內(nèi)腔連通。優(yōu)選的,在殼體的底壁上設(shè)置有第二出料口43,第二出料口43與殼體的內(nèi)腔連通,第二出料口43用于排出正極粉;在殼體的側(cè)壁上設(shè)置有進(jìn)料口44,進(jìn)料口44與殼體的內(nèi)腔連通。驅(qū)動(dòng)件為電機(jī)、電動(dòng)推桿等動(dòng)力驅(qū)動(dòng)件,優(yōu)選的,驅(qū)動(dòng)件為電機(jī)。優(yōu)選的,傳動(dòng)軸通過軸承與蓋板39旋轉(zhuǎn)連接。控溫器40固定在殼體的側(cè)壁上。優(yōu)選的,槳葉41與殼體的內(nèi)腔同軸設(shè)置。
[0045] 本實(shí)施例深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置,其工作過程為:利用旋流混合器10配置深層共晶溶劑,待深層共晶溶劑配置完成開始給布料機(jī)1進(jìn)行上料,均布好的三元鋰電池正負(fù)極材料通過第一螺旋輸送機(jī)2輸送至熱解爐3內(nèi),通過熱解爐3進(jìn)行熱解反應(yīng),去除三元鋰電池正負(fù)極材料中的有機(jī)質(zhì),去除有機(jī)質(zhì)的氣體進(jìn)入第一集料器4進(jìn)行集中收集,并最終通過環(huán)保系統(tǒng)29對(duì)氣體進(jìn)行處理;去除完有機(jī)質(zhì)的三元鋰電池正負(fù)極材料(固體)通過第二螺旋輸送機(jī)5輸送至多級(jí)浮選器6中,在多級(jí)浮選器6中的多級(jí)浮選器腔體一36中完成三元鋰電池正負(fù)極材料中正極粉和負(fù)極粉的浮選,浮選出的負(fù)極粉通過泡沫收集箱35進(jìn)行集中收集,浮選好的正極漿料由雙向?qū)Я髌?3引導(dǎo)入多級(jí)浮選器腔體二37進(jìn)行短暫儲(chǔ)存,待多級(jí)浮選器腔體一36更換浮選液之后再次由雙向?qū)Я髌?3進(jìn)入多級(jí)浮選器腔體一36進(jìn)行浮選,待浮選完成后正極漿料由多級(jí)浮選器腔體二37進(jìn)入多級(jí)浮選器腔體三38進(jìn)行清洗,清洗完成后的正極漿料由雙向?qū)Я髌?3進(jìn)入多級(jí)浮選器腔體二37,進(jìn)而由第一出料口34經(jīng)多級(jí)排砂泵7輸送至壓濾式烘干箱8內(nèi),在壓濾式烘干箱8內(nèi)對(duì)正極粉進(jìn)行壓濾和烘干,壓濾和烘干后的正極粉由輸送帶25輸送至粉碎機(jī)9內(nèi)進(jìn)行粉碎,粉碎后的正極粉經(jīng)第五螺旋輸送機(jī)24輸送至旋流混合器10內(nèi),通過控溫器40使旋流混合器10中浸出體系溫度上升至100~150℃保持10h~12h,并且槳葉41持續(xù)攪拌。待浸取完成后,通過取樣口42取樣進(jìn)行ICP?OES測(cè)試。[0046] 根據(jù)需求和測(cè)試結(jié)果由進(jìn)料口44進(jìn)行補(bǔ)料,保證體系中酸根離子與總金屬離子的摩爾比為1.2:1。接著,控溫器40將旋流混合器10中浸出體系溫度降低至室溫,利用氨水進(jìn)行pH調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)至范圍為7~8,待pH調(diào)節(jié)完畢后,利用控溫器40進(jìn)行升溫至80~100℃,直至浸出體系變成紫色氣凝膠即為三元鋰電池正極材料前驅(qū)體,三元鋰電池正極材料前驅(qū)體由第二出料口43經(jīng)高粘度泵11輸送至再生爐12內(nèi)進(jìn)行煅燒。煅燒完成的正極粉在氣流在作用下由第三螺旋輸送機(jī)14進(jìn)入到研磨機(jī)15中進(jìn)行研磨破碎,另一路氣流由管道26進(jìn)入分離機(jī)13實(shí)現(xiàn)氣流和正極粉的分離;經(jīng)分離機(jī)13分離出的正極粉再次進(jìn)入研磨機(jī)15進(jìn)行研磨破碎,經(jīng)過研磨機(jī)15研磨后的正極粉在氣流的帶動(dòng)下,從輸氣管道進(jìn)入第二集料器18,進(jìn)而依靠輸氣管道進(jìn)入旋振篩16進(jìn)行篩分,篩網(wǎng)上方的大粒徑正極粉從輸氣管道進(jìn)入研磨機(jī)15再次研磨后,在氣流的帶動(dòng)下,從輸氣管道進(jìn)入第二集料器18,形成循環(huán),最終篩網(wǎng)下部的細(xì)的正極粉在第四螺旋輸送機(jī)17的帶動(dòng)下集中出料收集。
[0047] 最后,輸氣管道內(nèi)的氣體(污染氣流)經(jīng)依次從管道26經(jīng)脈沖除塵器19、等離子凈化器20、活性炭吸附箱21和噴淋塔22進(jìn)行尾氣處理。
聲明:
“深層共晶溶劑回收再生三元鋰電池正極材料的裝置” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)