1.本發(fā)明涉及廢舊動(dòng)力電池回收領(lǐng)域，特別是一種從廢舊動(dòng)力電池黑粉料中分離碳粉、銅粉和鋁粉的方法。

背景技術(shù)：

2.目前我國新能源汽車多采用三元鋰電池、磷酸鐵鋰等作為動(dòng)力電池，由于循環(huán)充放電其電池容量會(huì)緩慢衰減，預(yù)計(jì)兩三年內(nèi)將會(huì)有大批動(dòng)力鋰電池進(jìn)入退役期，退役動(dòng)力電池如果不能安全環(huán)保回收，將對(duì)環(huán)境、社會(huì)帶來巨大危害。首先，廢舊動(dòng)力電池中含鎳、鈷、錳等重金屬，電解液等含氟有機(jī)物等對(duì)環(huán)境是有污染的；其次，由于廢舊動(dòng)力電池依然含有較高電壓，如果在回收、拆解、處理過程中操作不當(dāng)，可能帶來起火爆炸、重金屬污染、有機(jī)物廢氣排放等多種問題。因此，開展退役動(dòng)力電池綠色回收研究具有重要的社會(huì)價(jià)值，既可以實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益，又可以避免其丟棄對(duì)環(huán)境造成污染。特別是廢舊鋰離子電池負(fù)極材料中殘留如氫氟酸等部分有害物質(zhì)物，對(duì)生命和環(huán)境有較大的隱患，因此，回收廢舊鋰離子中的負(fù)極材料去除這些有害的雜質(zhì)是必要的。

3.中國專利cn106636649a公開了一種廢舊鋰電池的動(dòng)力鋰離子正極材料回收的方法，具體公開將拆解得到的正極片高溫處理去除粘結(jié)劑得到正極材料，高速球磨后再燒結(jié)得到動(dòng)力鋰離子，此方法對(duì)負(fù)極石墨、銅、鋁等有價(jià)元素沒有回收再利用，并且對(duì)回收得到的正極材料不加處理直接再燒結(jié)，其電化學(xué)性能較差。

4.中國專利cn101921917a公開了一種從廢舊鋰電池回收有價(jià)金屬的方法，中國專利cn107240731a公開了一種廢舊動(dòng)力鋰離子電池的回收方法，這兩個(gè)專利技術(shù)重點(diǎn)針對(duì)的都是鋰元素的回收，其他如銅鋁等成分沒有進(jìn)行回收，存在較大的資源浪費(fèi)。

5.中國專利cn112635867a公開了一種廢舊鋰電池石墨材料的回收方法，采用擦洗-磁選-重選-熱解-浮選組合的物理方法回收石墨材料，通過對(duì)廢舊動(dòng)力鋰電池破碎分選所得正負(fù)極材料混合粉末進(jìn)行攪拌擦洗，減少負(fù)極材料與其它物質(zhì)間的粘附作用，有利于提高后續(xù)高梯度強(qiáng)磁選分選效果；高梯度強(qiáng)磁選利用正極材料與石墨在比磁化系數(shù)上的差異，實(shí)現(xiàn)正極材料與石墨的分離。該方案主要對(duì)于石墨的回收，而銅鋁等有價(jià)金屬以雜質(zhì)的形式一起分離導(dǎo)出，該方案并未對(duì)于銅鋁等有價(jià)金屬進(jìn)行較好的回收。

6.由上述現(xiàn)有技術(shù)可以看出，現(xiàn)有回收技術(shù)在從廢舊動(dòng)力電池黑粉料中分離回收碳粉、銅粉和鋁粉時(shí)，并不能實(shí)現(xiàn)三者均具有較高的品位和回收率，故需要提出一種新的廢舊動(dòng)力電池黑粉料回收手段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

7.本發(fā)明的目的在于，提供從廢舊動(dòng)力電池黑粉料中分離碳粉、銅粉和鋁粉的方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)從廢舊動(dòng)力電池黑粉料中分離回收得到高品位碳粉、高品位銅粉和高品位鋁粉的問題。

8.為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種從廢舊動(dòng)力電池黑粉料中分離碳粉、銅

粉和鋁粉的方法，其特征在于，其步驟包括：

9.浮選粗選：將破碎后粒度為-0.6mm的原礦進(jìn)行浮選，篩分后分為浮選粗選尾礦和浮選粗選精礦。

10.浮選掃選：將浮選粗選尾礦進(jìn)行浮選掃選，篩選后分為浮選掃選尾礦和浮選掃選精礦。

11.浮選精選：將浮選粗選精礦進(jìn)行浮選精選，篩選后分為碳粉物料與浮選精選尾礦，浮選精選尾礦與浮選掃選精礦匯集并回流再次進(jìn)行浮選粗選步驟。

12.螺旋溜槽分選：將浮選掃選尾礦導(dǎo)入螺旋溜槽中進(jìn)行沖洗，沖洗后分為螺旋溜槽尾礦和螺旋溜槽精礦，螺旋溜槽精礦作為電極粉回收。

13.一級(jí)搖床分選：將螺旋溜槽尾礦導(dǎo)入搖床中進(jìn)行水流沖洗，沖洗后分為一級(jí)粗顆粒礦、一級(jí)中顆粒礦和一級(jí)細(xì)顆粒礦。

14.二級(jí)搖床分選：將一級(jí)中顆粒礦導(dǎo)入搖床中進(jìn)行水流沖洗，沖洗后分為二級(jí)粗顆粒礦、二級(jí)中顆粒礦和二級(jí)細(xì)顆粒礦，二級(jí)中顆粒礦回流再次進(jìn)行一級(jí)搖床分選步驟，一級(jí)細(xì)顆粒礦和二級(jí)細(xì)顆粒礦匯集作為電極粉回收。

15.三級(jí)搖床分選：將一級(jí)粗顆粒礦和二級(jí)粗顆粒礦導(dǎo)入搖床中進(jìn)行水流沖洗，沖洗后三級(jí)粗顆粒礦、三級(jí)中顆粒礦和三級(jí)細(xì)顆粒礦，三級(jí)粗顆粒礦作為銅粉回收，三級(jí)中顆粒礦回流再次進(jìn)行三級(jí)搖床分選步驟，三級(jí)細(xì)顆粒礦作為鋁粉回收。

16.其中，浮選粗選的工藝條件為：充氣量為20-60ml/min，ph值為6-8，煤油含量100-500g/t，浮選時(shí)間為1-4min。

17.其中，浮選掃選步驟的工藝條件為：充氣量為40-120ml/min，ph值為6-8，煤油含量100-250g/t，浮選時(shí)間為3-6min。需要指出的是，浮選粗選的充氣量需要比浮選掃選的充氣量小，以便粒徑較小的碳粉物料盡可能多的提前篩分出來，使浮選掃選尾礦中所含有的小粒徑碳粉物料組分維持在較低的占比水平，從而能夠使后續(xù)篩分獲得電極粉、鋁粉和銅粉產(chǎn)品具有較高的品位。

18.其中，浮選精選步驟的工藝條件為：充氣量為80-120ml/min，ph值為6-8，煤油含量50g/t，浮選時(shí)間為3-6min。

19.其中，螺旋溜槽步驟中水流流速為14-16l/min，一級(jí)搖床分選步驟中水流流速為4-6l/min，二級(jí)搖床分選步驟中水流流速為7-9l/min，三級(jí)搖床分選步驟中水流流速為10-13l/min。將螺旋溜槽步驟中水流速度設(shè)為最大，其目的在于，通過較大的水流流速先將電極粉篩選出來；而一級(jí)搖床分選、二級(jí)搖床分選、三級(jí)搖床分選步驟中水流速度設(shè)置依次遞增，其目的在于，通過梯度遞增的搖床篩選設(shè)置方式，將雜質(zhì)逐步?jīng)_洗干凈，使最終獲得的鋁粉和銅粉產(chǎn)品具有較高的品位。

20.其中，浮選粗選步驟之前還包括：將廢舊動(dòng)力電池依次進(jìn)行拆解、放電、清洗烘干、一級(jí)破碎、熱解和二級(jí)破碎后，得到粒度為-0.6mm的原礦。

21.其中，熱解步驟后的渣料包含金屬混合物和電極活性物質(zhì)，所述渣料冷卻后進(jìn)行二級(jí)破碎得到原礦。

22.本發(fā)明的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明提供了一種從廢舊動(dòng)力電池黑粉料中分離碳粉、銅粉和鋁粉的方法，通過將黑粉配制成懸浮液先進(jìn)行浮選粗選，隨后進(jìn)行浮選精選分離出合格品質(zhì)的石墨碳粉，再對(duì)浮選掃選脫碳后的黑粉依次進(jìn)行螺旋溜

槽、多級(jí)搖床重選，最終分離獲得銅箔粉、鋁箔粉和電極粉，且分離獲得的碳粉、銅箔粉和鋁箔粉均具有較高的品位和回收率，顯著提升了對(duì)廢舊動(dòng)力電池黑粉料回收利用率。

附圖說明

23.圖1是本發(fā)明中從廢舊動(dòng)力電池黑粉料中分離碳粉、銅粉和鋁粉的方法一實(shí)施方式的流程圖。

具體實(shí)施方式

24.下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

25.實(shí)施例1

26.請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)施例中從廢舊動(dòng)力電池黑粉料中分離碳粉、銅粉和鋁粉的方法，其步驟如下：

27.1)將廢舊動(dòng)力電池依次進(jìn)行拆解、放電、清洗烘干、一級(jí)破碎、熱解和二級(jí)破碎后，熱解步驟后的渣料包含金屬混合物和電極活性物質(zhì)，渣料冷卻后進(jìn)行二級(jí)破碎得到原礦，得到粒度為-0.6mm的原礦。

28.2)浮選粗選：將破碎后粒度為-0.6mm的原礦進(jìn)行浮選，篩分后分為浮選粗選尾礦和浮選粗選精礦。本步驟中，浮選粗選的工藝條件為：充氣量為20-60ml/min，ph值為6-8，煤油含量100-500g/t，浮選時(shí)間為1-4min；由于原礦的粒度范圍較廣，需要對(duì)原礦進(jìn)行初步浮選，以確保后續(xù)浮選精選后能夠獲得的品質(zhì)較好的碳粉材料。

29.3)浮選掃選：將所述浮選粗選尾礦進(jìn)行浮選掃選，篩選后分為浮選掃選尾礦和浮選掃選精礦。本步驟中，浮選掃選步驟的工藝條件為：充氣量為80ml/min，ph值為7，煤油含量150g/t，浮選時(shí)間為5min。

30.4)浮選精選：將浮選粗選精礦進(jìn)行浮選精選，篩選后分為碳粉物料與浮選精選尾礦，浮選精選尾礦與浮選掃選精礦匯集并回流再次進(jìn)行浮選粗選步驟。本步驟中，浮選精選步驟的工藝條件為：充氣量為100ml/min，ph值為7，煤油含量50g/t，浮選時(shí)間為5min；對(duì)回收的碳粉物料進(jìn)行組分測定，其中c品位為89.32％，c的回收率為92.17％，具有較高的品位和回收率。

31.5)螺旋溜槽分選：將浮選掃選尾礦導(dǎo)入螺旋溜槽中進(jìn)行沖洗，沖洗后分為螺旋溜槽尾礦和螺旋溜槽精礦，螺旋溜槽精礦作為電極粉回收。本步驟中，優(yōu)選的水流流速為15l/min。在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)沖洗水水流速度較小時(shí)，礦漿無法松散以獲得穩(wěn)定有效的分選效果；而當(dāng)沖洗水流流速度過大時(shí)，較多銅和鋁會(huì)沖入到電極粉中，使最終獲得的電極粉中含銅鋁較多，進(jìn)而使單獨(dú)獲得的銅粉和鋁粉回收量較低；即沖洗水流流速的變化會(huì)影響后續(xù)對(duì)銅粉和鋁粉的回收率，則需要對(duì)螺旋溜槽分選時(shí)的水流流速進(jìn)行嚴(yán)格控制。

32.6)一級(jí)搖床分選：將螺旋溜槽尾礦導(dǎo)入搖床中進(jìn)行水流沖洗，沖洗后分為一級(jí)粗顆粒礦、一級(jí)中顆粒礦和一級(jí)細(xì)顆粒礦。本步驟中，優(yōu)選的水流流速為5l/min。

33.7)二級(jí)搖床分選：將一級(jí)中顆粒礦導(dǎo)入搖床中進(jìn)行水流沖洗，沖洗后分為二級(jí)粗

顆粒礦、二級(jí)中顆粒礦和二級(jí)細(xì)顆粒礦，二級(jí)中顆粒礦回流再次進(jìn)行一級(jí)搖床分選步驟，一級(jí)細(xì)顆粒礦和二級(jí)細(xì)顆粒礦匯集作為電極粉回收。本步驟中，優(yōu)選的水流流速為8l/min。

34.8)三級(jí)搖床分選：將一級(jí)粗顆粒礦和二級(jí)粗顆粒礦導(dǎo)入搖床中進(jìn)行水流沖洗，沖洗后三級(jí)粗顆粒礦、三級(jí)中顆粒礦和三級(jí)細(xì)顆粒礦，三級(jí)粗顆粒礦作為銅粉回收，三級(jí)中顆粒礦回流再次進(jìn)行三級(jí)搖床分選步驟，三級(jí)細(xì)顆粒礦作為鋁粉回收。本步驟中，優(yōu)選的水流流速為12l/min。對(duì)本實(shí)施例中回收獲得的電極粉、銅粉和鋁粉進(jìn)行組分測定，具體結(jié)果如表1所示，銅粉的回收率能夠達(dá)到90％以上，鋁粉的回收率能夠達(dá)到85％以上，則回收獲得的碳粉物料、銅粉和鋁粉均具有較高的品位和回收率，回收所獲得的碳粉物料、銅粉和鋁粉能夠符合直接普通出售的標(biāo)準(zhǔn)。

35.表1實(shí)施例1中銅粉、鋁粉、電極粉的回收率和品位

[0036][0037]

對(duì)比例1

[0038]

該對(duì)比例與實(shí)施例1相比，未進(jìn)行浮選粗選、浮選精選以及浮選掃選步驟，而直接依次執(zhí)行后續(xù)的螺旋溜槽分選以及三級(jí)搖床分選步驟，則實(shí)施例1中的碳粉物料將匯入電極粉中，螺旋溜槽分選以及三級(jí)搖床分選步驟的工藝參數(shù)與實(shí)施例1保持一致。最終對(duì)獲得的電極粉、銅粉和鋁粉進(jìn)行組分測定，具體結(jié)果如表2所示，與表1對(duì)比，本對(duì)比例中銅粉、鋁粉的品位和回收率明顯較實(shí)施例1更低，則說明實(shí)施例1中在螺旋溜槽分選步驟之前設(shè)置浮選粗選、浮選精選以及浮選掃選步驟，能夠顯著提高碳粉物料、銅粉和鋁粉的品位和回收率。

[0039]

表2對(duì)比例1中銅粉、鋁粉、電極粉的回收率和品位

[0040][0041]

對(duì)比例2

[0042]

該對(duì)比例與實(shí)施例1相比，未進(jìn)行三級(jí)搖床分選步驟，而是將三級(jí)搖床分選步驟替換為常用的三級(jí)螺旋溜槽的重選方式，前述浮選粗選、浮選精選以及浮選掃選步驟仍與實(shí)施例1的工藝條件保持一致，即所獲得的碳粉物料是一致的。最終對(duì)獲得的銅粉和鋁粉進(jìn)行組分測定，與表3對(duì)比，本對(duì)比例中銅粉、鋁粉的品位和回收率較低，則說明實(shí)施例1中在螺旋溜槽分選步驟之后設(shè)置三級(jí)搖床分選，相比于現(xiàn)有常用的三級(jí)螺旋溜槽重選，能夠顯著提高銅粉和鋁粉的品位和回收率。

[0043]

表3對(duì)比例2中銅粉、鋁粉、電極粉的回收率和品位

[0044][0045]

通過上述實(shí)施例1與對(duì)比例1～2的比較可知，本發(fā)明中浮選-螺旋溜槽-多級(jí)搖床分選的組合方式，各分選步驟并不能進(jìn)行割裂，而需要按順序嚴(yán)格執(zhí)行，才能獲得碳粉、銅箔粉和鋁箔粉的品位和回收率均具有較高水平的效果。

[0046]

區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明提供了一種從廢舊動(dòng)力電池黑粉料中分離碳粉、銅粉和鋁粉的方法，通過將黑粉配制成懸浮液先進(jìn)行浮選粗選，隨后進(jìn)行浮選精選分離出合格品質(zhì)的石墨碳粉，再對(duì)浮選掃選脫碳后的黑粉依次進(jìn)行螺旋溜槽、多級(jí)搖床重選，最終分離獲得銅箔粉、鋁箔粉和電極粉，且分離獲得碳粉、銅箔粉和鋁箔粉均具有較高的品位和回收率，顯著提升了對(duì)廢舊動(dòng)力電池黑粉料回收利用率。

[0047]

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。技術(shù)特征：

1.一種從廢舊動(dòng)力電池黑粉料中分離碳粉、銅粉和鋁粉的方法，其特征在于，其步驟包括：浮選粗選：將破碎后粒度為-0.6mm的原礦進(jìn)行浮選，篩分后分為浮選粗選尾礦和浮選粗選精礦；浮選掃選：將所述浮選粗選尾礦進(jìn)行浮選掃選，篩選后分為浮選掃選尾礦和浮選掃選精礦；浮選精選：將所述浮選粗選精礦進(jìn)行浮選精選，篩選后分為碳粉物料與浮選精選尾礦，所述浮選精選尾礦與浮選掃選精礦匯集并回流再次進(jìn)行所述浮選粗選步驟；螺旋溜槽分選：將所述浮選掃選尾礦導(dǎo)入螺旋溜槽中進(jìn)行沖洗，沖洗后分為螺旋溜槽尾礦和螺旋溜槽精礦，所述螺旋溜槽精礦作為電極粉回收；一級(jí)搖床分選：將所述螺旋溜槽尾礦導(dǎo)入搖床中進(jìn)行水流沖洗，沖洗后分為一級(jí)粗顆粒礦、一級(jí)中顆粒礦和一級(jí)細(xì)顆粒礦；二級(jí)搖床分選：將所述一級(jí)中顆粒礦導(dǎo)入搖床中進(jìn)行水流沖洗，沖洗后分為二級(jí)粗顆粒礦、二級(jí)中顆粒礦和二級(jí)細(xì)顆粒礦，所述二級(jí)中顆粒礦回流再次進(jìn)行所述一級(jí)搖床分選步驟，所述一級(jí)細(xì)顆粒礦和二級(jí)細(xì)顆粒礦匯集作為電極粉回收；三級(jí)搖床分選：將所述一級(jí)粗顆粒礦和二級(jí)粗顆粒礦導(dǎo)入搖床中進(jìn)行水流沖洗，沖洗后三級(jí)粗顆粒礦、三級(jí)中顆粒礦和三級(jí)細(xì)顆粒礦，所述三級(jí)粗顆粒礦作為銅粉回收，所述三級(jí)中顆粒礦回流再次進(jìn)行所述三級(jí)搖床分選步驟，所述三級(jí)細(xì)顆粒礦作為鋁粉回收；所述浮選粗選的工藝條件為：充氣量為20-60ml/min，ph值為6-8，煤油含量100-500g/t，浮選時(shí)間為1-4min。2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的從廢舊動(dòng)力電池黑粉料中分離碳粉、銅粉和鋁粉的方法，其特征在于，所述浮選掃選步驟的工藝條件為：充氣量為40-120ml/min，ph值為6-8，煤油含量100-250g/t，浮選時(shí)間為3-6min；所述浮選粗選步驟中的充氣量小于所述浮選掃選步驟中的充氣量。3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的從廢舊動(dòng)力電池黑粉料中分離碳粉、銅粉和鋁粉的方法，其特征在于，所述浮選精選步驟的工藝條件為：充氣量為80-120ml/min，ph值為6-8，煤油含量50g/t，浮選時(shí)間為3-6min。4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的從廢舊動(dòng)力電池黑粉料中分離碳粉、銅粉和鋁粉的方法，其特征在于，所述螺旋溜槽步驟中水流流速為14-16l/min。5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的從廢舊動(dòng)力電池黑粉料中分離碳粉、銅粉和鋁粉的方法，其特征在于，所述一級(jí)搖床分選步驟中水流流速為4-6l/min。6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的從廢舊動(dòng)力電池黑粉料中分離碳粉、銅粉和鋁粉的方法，其特征在于，所述二級(jí)搖床分選步驟中水流流速為7-9l/min。7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的從廢舊動(dòng)力電池黑粉料中分離碳粉、銅粉和鋁粉的方法，其特征在于，所述三級(jí)搖床分選步驟中水流流速為10-13l/min。8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的從廢舊動(dòng)力電池黑粉料中分離碳粉、銅粉和鋁粉的方法，其特征在于，所述浮選粗選步驟之前還包括：將廢舊動(dòng)力電池依次進(jìn)行拆解、放電、清洗烘干、一級(jí)破碎、熱解和二級(jí)破碎后，得到粒度為-0.6mm的原礦。

9.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的從廢舊動(dòng)力電池黑粉料中分離碳粉、銅粉和鋁粉的方法，其特征在于，所述熱解步驟后的渣料包含金屬混合物和電極活性物質(zhì)，所述渣料冷卻后進(jìn)行二級(jí)破碎得到原礦。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種從廢舊動(dòng)力電池黑粉料中分離碳粉、銅粉和鋁粉的方法，其步驟包括浮選粗選，浮選掃選，浮選精選，螺旋溜槽分選，一級(jí)搖床分選，二級(jí)搖床分選以及三級(jí)搖床分選。本發(fā)明通過將黑粉配制成懸浮液先進(jìn)行浮選粗選，隨后進(jìn)行浮選精選分離出合格品質(zhì)的石墨碳粉，再對(duì)浮選掃選脫碳后的黑粉依次進(jìn)行螺旋溜槽、多級(jí)搖床重選，最終分離獲得銅箔粉、鋁箔粉和電極粉，且分離獲得的碳粉、銅箔粉和鋁箔粉均具有較高的品位和回收率，顯著提升了對(duì)廢舊動(dòng)力電池黑粉料回收利用率。動(dòng)力電池黑粉料回收利用率。動(dòng)力電池黑粉料回收利用率。

技術(shù)研發(fā)人員：許鵬云 許開華 張坤 李琴香 黃冬波 劉煉 劉宜橋

受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢動(dòng)力電池再生技術(shù)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2023.01.07

技術(shù)公布日：2023/5/4