[发明专利]一种废旧三元锂电池正负电极材料的物理分选回收方法

说明书

本发明涉及废旧动力锂离子电池再利用技术领域，具体公开了一种废旧三元锂电池正负电极材料的物理分选回收方法。本发明通过对正负电极材料进行热解，在去除有机物的同时，为清洁环保的物理分选打下了基础，通过搅拌擦洗消除了正极材料与石墨的之间的黏附作用，为后续浮选和磁选分步回收石墨创造了有利条件。该方法具有经济环保、操作简单、产品纯度高等优点，实现了正负电极材料的高效分离，提高了资源的利用率。

技术领域

本发明涉及废旧动力锂离子电池再利用技术领域，特别是涉及一种废旧三元锂电池正负电极材料的物理分选回收方法。

背景技术

近年来锂离子动力电池在新能源汽车领域取得了十分广泛的应用，大量的锂离子动力电池即将进入报废处理的阶段。废旧锂离子电池同时具危害性和资源性的特征，由此引发的资源循环及环境污染问题日益突出。废旧锂电池的资源化和无害化处理已成为资源与环境领域研究的热点。

废旧动力电池的回收利用需先将其进行拆解、放电、破碎、筛分、磁选等预处理，得到塑料外壳、隔膜、铜箔、铝箔和正负极混合电极材料(主要为正极材料、负极材料及粘结剂)。当前，三元锂电池正负极混合电极粉的分离方法主要为湿法冶金法，是利用有机酸或无机酸将正极材料中的金属离子浸出，使其进入溶液中，再过滤出负极材料(石墨)，该工艺能够较好的回收电池中的正极材料，但存在耗能高、易产生二次污染、工艺冗长及损害负极材料(石墨)性能等缺点。因此，研发一种绿色环保、简单高效、分选指标好的三元锂电池正负极材料的分离方法具有重要的意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种废旧三元锂电池正负电极材料的物理分选回收方法，针对现有废旧三元锂电池正负电极材料化学分离处置成本高、二次污染严重、石墨材料未回收的现状，实现清洁高效的分离正负电极混合粉末中的正电极粉和负电极粉。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案具体如下。

一种废旧三元锂电池正负电极材料的物理分选回收方法，包括步骤：

S1：热解挥发有机物

将废旧三元锂电池正负电极混合材料置于热解炉中，在温度为350～450℃、惰性气氛条件下加热热解，加热时间为1.5～2h，冷凝收集得到热解后的电极材料；

S2：调浆擦洗

将所述热解后的电极材料置于擦洗机中，加水调配成质量百分比浓度为65～70％的料浆，之后搅拌擦洗处理，处理时间为15～20min；

S3：浮选柱分选石墨

将步骤S2中搅拌擦洗后的料浆引入搅拌桶中，加水调配成质量百分比浓度为10～15％的料浆，向料浆中加入调整剂、抑制剂和起泡剂，加入后搅拌5min左右，之后在浮选柱中进行浮选，得到浮选泡沫和浮选尾矿；

S4：高梯度磁选分选石墨

利用高梯度磁选机对步骤S3中的浮选尾矿进行强磁选，得到磁性产品和非磁性产品；之后对磁性产品进行压滤，得到三元锂电池正极材料；所述非磁性产品与步骤S3中的浮选泡沫合并压滤，得到负极材料，负极材料主要为石墨。

作为本发明一种优选的实施方案，步骤S3中，所述的调整剂为水玻璃和/或碳酸钠，用量为每吨废旧三元锂电池正负电极混合材料添加1000～1500g。

作为本发明一种优选的实施方案，所述的抑制剂为六偏磷酸钠，用量为每吨废旧三元锂电池正负电极混合材料添加400～500g。

作为本发明一种优选的实施方案，所述的起泡剂为甲基异丁基甲醇(MIBC)或松醇油，用量为每吨废旧三元锂电池正负电极混合材料添加20～30g。

作为本发明一种优选的实施方案，步骤S3中，所述浮选包括一次浮选粗选和一次浮选精选。