[发明专利]废旧锂离子电池负极材料的回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废弃物的资源化回收处理方法，具体涉及一种从废旧锂离子电池中回收电极负极材料的方法。

背景技术

锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。我国是锂离子电池生产大国，也是锂离子电池消费大国；据我国信息产业部统计，我国平均每3～4人拥有一部手机，手机拥有量居世界之最，而其中90%以上的手机使用锂离子电池，为此每年报废的锂离子电池高达数亿只。

废旧锂离子电池中含有大量可利用的资源，例如锂、钴、铜、镍、铝等有价金属以及碳基材料等；如果这些废旧锂电池处置不当，浪费资源的同时对环境造成严重危害。

关于废旧锂离子电池负极材料的回收，中国专利文献CN101692510A（申请号200910197213.7）公开了一种废锂电池电极组成材料的资源化分离工艺，其中对废锂电池负极组成材料的分离包括以下操作：将拆解所得的废锂电池负极材料剪切成片状，然后放入锤式破碎机中对粘附于负极铜箔表面的碳粉和乙炔黑粉末进行锤击振动剥离；在锤式破碎机转子下部设置10～20目的筛板，经锤击破碎小于筛板孔径的负极颗粒通过筛板小孔落入下方的筛分设备；尺寸大于筛板孔径的负极材料被循环破碎至尺寸小于筛板孔径；落入筛分设备的破碎颗粒利用颗粒间的尺寸差和形状差经振动过筛实现锤振剥离后金属铜与非金属碳粉和乙炔黑粉末的分离。

但是上述分离方法仅适用于铜与碳粉、乙炔黑粉末的分离，如果负极材料还包括少量其它金属如镍的话，金属镍与铜粉混合在一起，回收的铜粉不纯，回收无法达到效益最大化；另外，由于整个工艺过程不用水，而铜粉与碳粉颗粒小，分离时必会造成粉尘飞扬，不仅影响回收的铜、镍、碳的品质，而且对环境造成严重的破坏，而上述分离方法也未提出回收过程中粉尘的处理方法。

发明内容

  本发明所要解决的技术问题是提供一种分离效果好、生产过程中粉尘零排放的废旧锂离子电池负极材料的回收方法。

实现本发明目的的技术方案是一种废旧锂离子电池负极材料的回收方法，包括以下步骤：①将拆解所得的成卷的锂电池负极材料展开成带状的覆碳铜箔。

②将步骤①展开后的负极材料进行破碎，破碎后出料粒度在30～50目。

③气流分选，将经过步骤②粉碎后得到的不同比重的颗粒状混合物料送入气流分选器中，重颗粒向振动筛的右上端移动，从金属颗粒出料口离开气流分选器并被收集，等待进一步的分离，轻颗粒则向振动筛上端漂移，从碳粉出料口离开气流分选器，从而部分实现金属颗粒与碳粉的分离。

④脉冲集尘，将步骤③气流分选后，从气流分选器的碳粉出料口流出的含尘气体由除尘抽风机输送至脉冲集尘器中，在布袋中经过筛滤、惯性碰撞、滞留、扩散、重力沉降，最后在震动器的震动下，被过滤的粉尘落入布袋下部的集灰斗中，而过滤的空气则由布袋之间的间隔空间向上从脉冲集尘器上盖的出风空隙流走。 

⑤静电分选，将经过步骤④脉冲集尘后得到的含有金属粉末的碳粉送入静电分离机中，实现金属与粉尘的完全分离，所得金属粉末与步骤③气流分选后得到的金属粉末汇集。

⑥磁选分离，将步骤③气流分选以及步骤⑤静电分选得到的包括铜和镍的金属粉料混合后送入干式磁选机中，利用铜、镍元素磁性的差异，在磁场作用下使磁性相对较弱的铜与磁性相对较强的镍完全分开从而实现铜、镍的完全分离。

上述步骤③气流分选后，若有碳粉与金属未完全分离，则这些尚未完全分离的物料从气流分选器的未分离金碳粘合物回料口流出，通过一端与未分离金碳粘合物回料口连接的螺旋输送机输送到破碎机内再次粉碎后再进行气流分选。

上述破碎过程包括一级破碎、二级破碎以及三级破碎：一级破碎时，将条状的覆碳铜箔破碎后得到粒度在20mm～40mm之间的碎块；经一级破碎后得到的铜箔碎块传送至二级粉碎机中，通过剪切和冲击的方式进行二级破碎，破碎后出料粒度在10mm～15mm；经二级破碎后得到的物料再输送至三级粉碎室内，通过剪切和冲击的方式再次破碎，三级破碎后出料粒度在30～50目。

 本发明具有积极的效果：（1）本发明实现了废旧锂离子电池负极材料铜、镍和碳完全分离，铜的回收率达到了95%以上。（2）本发明通过静电分选使得碳粉的含铜量小于2%，碳粉的品质较高，可以重新投入锂电池负极的制备。（3）气流分选后的粉尘由于经过脉冲集尘处理，因此提高了碳粉的回收率，并且整个回收过程实现了粉尘零排放。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为气流分选器的结构示意图；