本發(fā)明屬于廢舊鋰電池回收

技術(shù)領(lǐng)域：

，特別涉及一種廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法。

背景技術(shù)：

：目前多采用浮選、酸浸、化學(xué)沉淀、溶劑萃取等方法對鋰電池的正負(fù)極材料進(jìn)行分離回收，中國發(fā)明專利《一種報廢鋰電池正負(fù)極的綜合回收利用方法》(何君韋等，專利號201810768128.0)公開了將不溶性的鎳、鈷、錳、碳進(jìn)入固相，洗滌后在含碳酸根環(huán)境下加入選礦藥劑進(jìn)行浮選，將碳與鎳鈷錳分離，經(jīng)洗滌活化干燥分選，得到負(fù)極材料，分離出來的鎳鈷錳經(jīng)純水洗滌后直接作為鎳鈷錳多元前驅(qū)體材料原料使用。這些方法使用大量的藥劑，尤其是起泡劑、捕收劑等有機異極性物質(zhì)、水玻璃、鹽酸、片堿等藥劑的使用對環(huán)境帶來二次污染，同時正極材料回收率偏低且提純度低，此外強酸強堿對設(shè)備及工藝管道的耐腐蝕要求高，工業(yè)應(yīng)用投資大。因此，有必要提供一種工藝流程簡單、能耗低、無二次污染產(chǎn)生且鈷鎳錳產(chǎn)品和石墨產(chǎn)品回收率高、提純度高的廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中正極和負(fù)極不能有效分離、浸出過程中耗酸量大、石墨不能較好的回收利用的技術(shù)問題。本發(fā)明提供一種廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法，包括如下步驟：將廢舊鋰電池正負(fù)極材料進(jìn)行還原性焙燒；將經(jīng)過還原性焙燒后的正負(fù)極材料進(jìn)行破碎研磨；將破碎研磨后的正負(fù)極材料壓濾除雜后得到正負(fù)極混合物料；對正負(fù)極混合物料進(jìn)行兩次磁選，分離提純得到鈷鎳錳產(chǎn)品和石墨產(chǎn)品。進(jìn)一步地，第一次磁選的磁場強度為2000～5000oe，第二次磁選的磁感應(yīng)強度為10000gs～15000gs。進(jìn)一步地，還原性焙燒的溫度為850～1000℃，時間為2～5h。進(jìn)一步地，還原性焙燒時加入生態(tài)活化劑，所述生態(tài)活化劑為納米級石墨、顆粒層狀石墨、生物稻殼炭、精制木炭、高純度竹炭、高細(xì)度活性炭中的一種或多種組合。進(jìn)一步地，還原性焙燒過程中在焙燒爐爐尾處填充穩(wěn)定性氣體。進(jìn)一步地，所述穩(wěn)定性氣體為氮氣。進(jìn)一步地，還原性焙燒后的正負(fù)極材料采用濕磨的方式進(jìn)行破碎研磨；濕磨時正負(fù)極材料的濃度為45％～67％。進(jìn)一步地，所述正負(fù)極混合物料濃度為8％～20％。一種實現(xiàn)廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法的裝置，其特征在于，包括依次連接的焙燒爐、臥式球磨機、壓濾除雜裝置和磁選裝置；所述磁選裝置包括ctn逆流型永磁機和脈沖式高梯度磁選機，所述ctn逆流型永磁機一端與所述壓濾除雜裝置連接，另一端與所述脈沖式高梯度磁選機連接。進(jìn)一步地，所述臥式球磨機采用的填充球為剛玉球或不銹鋼球，直徑為φ20cm、φ30cm、φ40cm、φ50cm中一種或多種組合。本發(fā)明提供的廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法的有益效果在于：該方法將廢舊鋰電池正負(fù)極材料還原焙燒，使正極材料中金屬轉(zhuǎn)化為磁性較強的形態(tài)，然后通過臥式濕磨使正負(fù)極材料解離，再經(jīng)過壓濾除雜，配制得到正負(fù)極混合物料，最后采用兩段磁選物理分選工藝，分離提純可得到高附加值的鈷鎳錳復(fù)合材料和石墨產(chǎn)品。該方法正負(fù)極材料分離率高，石墨的回收率高,提純度高，工藝路徑簡便，能耗低，且無二次污染產(chǎn)生。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實施例提供的廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法的工藝流程圖。具體實施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。為了說明本發(fā)明所述的技術(shù)方案，以下結(jié)合具體附圖及實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明提供一種廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法，包括如下步驟：(1)還原性焙燒：將廢舊鋰電池正負(fù)極材料進(jìn)行還原性焙燒，還原性焙燒的溫度為850～1000℃，時間為2～5h，將鋰電池正極材料中co、ni金屬轉(zhuǎn)化為具有磁性的形態(tài)。正負(fù)極材料在焙燒時加入生態(tài)活化劑,生態(tài)活化劑包括納米級石墨、顆粒層狀石墨、生物稻殼炭、精制木炭、高純度竹炭、高細(xì)度活性炭等，物料粒度-100目占比98％左右，-200目占比87％左右，添加生態(tài)活化劑可促進(jìn)正極材料磁性轉(zhuǎn)化的同時也有效的確保焙燒爐的爐膛溫度，當(dāng)爐膛內(nèi)溫度穩(wěn)定后可大大降低電能，節(jié)約運行成本。同時為了確保爐膛內(nèi)的還原性氣氛，在爐尾填充穩(wěn)定性氣體，穩(wěn)定性氣體為氮氣，促使?fàn)t膛內(nèi)形成微正壓。(2)破碎研磨：將經(jīng)過還原性焙燒后的正負(fù)極材料進(jìn)行破碎研磨。采用球磨機臥式濕磨，球磨機的填充球為剛玉球或不銹鋼球，填充球直徑范圍為φ20cm、φ30cm、φ40cm、φ50cm。球磨機臥式濕磨可提高正負(fù)極材料的解離程度，且無粉塵等污染組分產(chǎn)生。濕磨正負(fù)極混合物料排出濃度為45％～67％，磨礦出料粒度為-325目占比69％～86％。(3)壓濾除雜：將破碎研磨后的正負(fù)極材料經(jīng)過壓濾除雜后，加入循環(huán)水配制得到正負(fù)極混合物料；正負(fù)極混合物料的濃度控制在8％～20％，采用高速雙槳攪拌，礦漿中物料可實現(xiàn)很好的離散。(4)磁選：對正負(fù)極混合物料進(jìn)行兩次磁選，分離提純得到鈷鎳錳產(chǎn)品和石墨產(chǎn)品。第一次磁選采用ctn逆流型永磁機，永磁磁系由磁性材料與磁軛構(gòu)成開放型磁系，能有效防止磁性物料在運轉(zhuǎn)過程中脫落，磁場強度為2000～5000oe，得到一部分鈷鎳錳產(chǎn)品；再將尾礦采用泵輸送至高梯度磁選設(shè)備，進(jìn)行二次磁選，第二次磁選采用脈沖式高梯度磁選機，磁感應(yīng)強度為10000gs～15000gs，脈沖式高梯度磁選機轉(zhuǎn)環(huán)立式轉(zhuǎn)動，反沖精礦，內(nèi)置脈沖機構(gòu)可獲得高富集比，且不易堵塞，對給料粒度、濃度和品位的波動適應(yīng)性強，物料液面浸沒轉(zhuǎn)環(huán)下部磁介質(zhì)，通過分選室上下往復(fù)運動，同時脈動流體力使礦粒群始終保持松散狀態(tài)，消除非磁性顆粒的機械夾雜。高梯度強磁分選精礦與永磁分選精礦合并進(jìn)入精礦壓濾系統(tǒng)，最終得到正極材料鈷鎳錳復(fù)合產(chǎn)品，高梯度強磁分選尾礦進(jìn)入尾礦壓濾系統(tǒng)，最終得到負(fù)極材料石墨產(chǎn)品。兩次磁選工藝后分離率能達(dá)到98％以上。實施例1本實施例提供一種廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法，具體操作步驟如下：將廢舊鋰電池正負(fù)極材料富集后加入一定量的生態(tài)活化劑，采用950℃高溫還原焙燒3h，焙燒后物料經(jīng)過自動翻斗設(shè)備進(jìn)入提升機輸送至高位料倉；將焙燒后的物料進(jìn)行破碎濕磨，采用溢流式圓筒形球磨機，內(nèi)放置氧化鋁剛玉球(其中φ40：φ30：φ20＝2:5:3)，加入水介質(zhì)，將濕磨礦漿濃度控制在35％～40％，出料粒度控制-325目≥75％；物料經(jīng)過壓濾除雜后采用泵輸送至供礦桶，采用壓濾系統(tǒng)濾液循環(huán)回用復(fù)配，使正負(fù)極混合物料濃度控制在8％～15％；將復(fù)配后的物料輸送至ctn逆流型永磁機，磁場強度為3000oe，磁性物料進(jìn)入精礦物料桶，非磁性物料通過逆流口溢流至緩沖箱內(nèi)。緩沖箱內(nèi)物料通過閥門控制流量4.5m3/h，進(jìn)入脈沖式高梯度磁選機，磁感應(yīng)強度為12000gs。實施例2本實施例提供一種廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法,參照實施1的具體操作步驟，與實施例1不同之處在于還原性焙燒的溫度為1000℃，時間為2h；第一次磁選的磁場強度為2000oe；第二次磁選的磁感應(yīng)強度為10000gs。實施例3本實施例提供一種廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法,參照實施1的具體操作步驟，與實施例1不同之處在于還原性焙燒的溫度為850℃，時間為5h；第一次磁選的磁場強度為5000oe；第二次磁選的磁感應(yīng)強度為15000gs。對比例1本對比例提供一種廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法,參照現(xiàn)有技術(shù)中的正負(fù)極材料分離步驟。實施例1～3及對比例1的產(chǎn)率百分比及回收率如表1所示：另外，對實施例1現(xiàn)場球磨機出料的中間產(chǎn)品粒度分析結(jié)果如表2所示：表2球磨出料中間產(chǎn)品粒度分析結(jié)果粒度物料占比累計占比+100目1％1％-100目～+200目8％9％-200目～+325目13％17％-325目78％100％本實施例提供的廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法經(jīng)過還原焙燒、壓濾除雜、一級永磁、二次高梯度脈沖強磁，正負(fù)極材料的分離率≥98％，正極材料回收率高,提純度高，工藝路徑簡便，能耗低，且無二次污染產(chǎn)生。需要說明的是，在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，由于文字表達(dá)的有限性，而客觀上存在無限的具體結(jié)構(gòu)，對于本

技術(shù)領(lǐng)域：

的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)、潤飾或變化，也可以將上述技術(shù)特征以適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行組合；這些改進(jìn)潤飾、變化或組合，或未經(jīng)改進(jìn)將發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁12

技術(shù)特征：

1.一種廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法，其特征在于，包括如下步驟：

將廢舊鋰電池正負(fù)極材料進(jìn)行還原性焙燒；

將經(jīng)過還原性焙燒后的正負(fù)極材料進(jìn)行破碎研磨；

將破碎研磨后的正負(fù)極材料壓濾除雜后得到正負(fù)極混合物料；

對正負(fù)極混合物料進(jìn)行兩次磁選，分離提純得到鈷鎳錳產(chǎn)品和石墨產(chǎn)品。

2.如權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法，其特征在于，第一次磁選的磁場強度為2000～5000oe，第二次磁選的磁感應(yīng)強度為10000gs～15000gs。

3.如權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法，其特征在于，還原性焙燒的溫度為850～1000℃，時間為2～5h。

4.如權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法，其特征在于，還原性焙燒時加入生態(tài)活化劑，所述生態(tài)活化劑為納米級石墨、顆粒層狀石墨、生物稻殼炭、精制木炭、高純度竹炭、高細(xì)度活性炭中的一種或多種組合。

5.如權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法，其特征在于，還原性焙燒過程中在焙燒爐爐尾處填充穩(wěn)定性氣體。

6.如權(quán)利要求5所述的廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法，其特征在于，所述穩(wěn)定性氣體為氮氣。

7.如權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法，其特征在于，還原性焙燒后的正負(fù)極材料采用濕磨的方式進(jìn)行破碎研磨；濕磨時正負(fù)極材料的濃度為45％～67％。

8.如權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法，其特征在于，所述正負(fù)極混合物料的濃度為8％～20％。

9.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1至8中任一項所述的廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法的裝置，其特征在于，包括依次連接的焙燒爐、臥式球磨機、壓濾除雜裝置和磁選裝置；所述磁選裝置包括ctn逆流型永磁機和脈沖式高梯度磁選機，所述ctn逆流型永磁機一端與所述壓濾除雜裝置連接，另一端與所述脈沖式高梯度磁選機連接。

10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述臥式球磨機采用的填充球為剛玉球或不銹鋼球，直徑為φ20cm、φ30cm、φ40cm、φ50cm中一種或多種組合。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明提供一種廢舊鋰電池正負(fù)極材料分離方法，包括如下步驟：將廢舊鋰電池正負(fù)極材料進(jìn)行還原性焙燒；將經(jīng)過還原性焙燒后的正負(fù)極材料進(jìn)行破碎研磨；將破碎研磨后的正負(fù)極材料壓濾除雜后得到正負(fù)極混合物料；對正負(fù)極混合物料進(jìn)行兩次磁選，分離提純得到鈷鎳錳產(chǎn)品和石墨產(chǎn)品。本發(fā)明還提供了該方法對應(yīng)的裝置。該方法及其裝置的正極材料及石墨的回收率高,提純度高，工藝路徑簡便，能耗低，且無二次污染產(chǎn)生，正負(fù)極分離率達(dá)到98％以上。

技術(shù)研發(fā)人員：付海能;劉苗華;劉茗

受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南凱地眾能科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2019.12.17

技術(shù)公布日：2020.05.08