[发明专利]一种废旧锂电池石墨材料的回收方法

说明书

本发明属于废旧动力锂离子电池回收再利用技术领域，具体公开了一种废旧锂电池石墨材料的回收方法。本发明采用擦洗‑磁选‑重选‑热解‑浮选组合的物理方法回收石墨材料，通过对废旧动力锂电池破碎分选所得正负极材料混合粉末进行搅拌擦洗，减少负极材料与其它物质间的粘附作用，有利于提高后续高梯度强磁选分选效果。高梯度强磁选利用正极材料与石墨在比磁化系数上的差异，实现正极材料与石墨的分离。再利用重选清洁高效的脱除铜、铝等大比重杂质。通过热解石墨负极材料，在去除了石墨表面的有机物杂质的同时，恢复了石墨颗粒表面的疏水性，为石墨的浮选提纯除杂创造了有利的条件。本发明方法具有石墨品位高、经济环保、易工业化等优点。

技术领域

本发明涉及废旧动力锂离子电池回收再利用技术领域，特别是涉及一种废旧锂电池石墨材料的回收方法。

背景技术

锂电池因具有比能量高、循环寿命长、工作温度范围广、无记忆效应等优势，近年来锂离子动力电池在新能源汽车领域得到了广泛的应用。随着锂离子动力电池批量报废阶段的到来，废旧动力锂电池逐渐引发了严重的环境和资源循环问题。废旧动力电池的无害化处理与资源化回收已经成为了资源环境领域研究的重点。

当前，废旧动力电池的回收利用绝大部分需先将其进行拆解、放电、破碎、筛分、磁选等预处理，得到塑料外壳、隔膜、铜箔、铝箔和正负极混合材料(主要为正极材料、负极材料、粘结剂及少量金属粉末)。锂电池的正极材料主要是三元材料和磷酸铁锂，负极材料主要为石墨，传统化学、冶金回收工艺侧重于回收富含锂、钴、镍金属的三元正极材料，忽视了石墨的综合回收，传统工艺得到的石墨杂质含量高、再利用价值低，且工艺本身存在的能耗高、成本高、易产生二次污染及损害石墨性能等缺点，成为阻碍石墨回收利用的主要难题。若盲目的采用填埋或焚烧处理石墨负极材料，长远来看，必将造成资源的极大浪费和环境隐患。因此，研发一种经济环保、简单高效、分选指标好的废旧锂电池石墨材料的回收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锂电池石墨材料的回收方法，针对现有废旧动力锂电池石墨负极材料不被回收或回收处置成本高、二次污染严重等现状，提供了一种能够清洁高效回收石墨负极材料的物理分选方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案具体如下。

一种废旧锂电池石墨材料的回收方法，包括步骤：

S1：擦洗-高梯度磁选分离正极材料

将废旧锂电池正负极混合料置于擦洗机中，加水搅拌擦洗处理；之后用水配成质量百分比浓度为10～15％的料浆，利用高梯度磁选机进行强磁选，得到磁性产品和非磁性产品，所述的磁性产品为正极材料；

S2：重选除金属杂质

将步骤S1中得到的非磁性产品制成质量百分比浓度为15～20％的料浆，然后经重选，得到重选重产品和重选轻产品，所述的重选重产品为金属杂质如铜、铝等；

S3：热解挥发有机物

将重选轻产品过滤烘干后置于热解炉中，在惰性环境下热解1.0～2.0h，得到热解后的粉末；

S4：棒磨解离

将步骤S3热解后的粉末加水调配成质量百分比浓度为65～70％的料浆，置于棒磨机中棒磨处理；

S5：浮选除杂

将步骤S4中棒磨后的物料加水调配成质量百分比浓度为10～15％的料浆，向料浆中加入抑制剂、捕收剂和起泡剂，之后在浮选机中进行浮选，得到浮选泡沫产品和浮选杂质，所述浮选泡沫产品为石墨产品。

作为本发明一种优选的实施方案，步骤S1中，所述高梯度磁选机的背景场强为0.2～0.5T，脉冲大小为100～200次/min。