[发明专利]锂电池回收粉还原设备及三元锂电池回收粉还原方法

说明书

本发明属于锂电池回收技术领域，具体公开了一种基本可以避免还原过程中产生结块和剧毒物质的锂电池回收粉还原设备，以及采用上述的锂电池回收粉还原设备还原三元锂电池回收粉的三元锂电池回收粉还原方法。该锂电池回收粉还原设备通过在还原回转炉的炉管内设置螺旋散料器，即能防止物料在炉内结块，又具有控制物料在炉内停留时间的作用；还能够通过螺旋散料器和螺旋出料密封器一起将还原后的物料快速从高温区转移到出料螺旋内，有效防止还原后的物料在炉内温度降低到300℃以下，基本上杜绝了裂解气体中的一氧化碳与还原后的物料中的镍、钴等金属发生反应生成剧毒物质羰基镍和羰基钴。

技术领域

本发明属于锂电池回收技术领域，具体涉及一种锂电池回收粉还原设备及三元锂电池回收粉还原方法。

背景技术

锂离子电池具有较高的工作电压和能量密度，放电电压平稳，无记忆效应，质量轻且体积小，因此广泛应用于移动电子设备、电动汽车、储备电源等领域。锂电池正极材料主要有钴酸锂、磷酸铁锂和三元复合材料，其中三元电池具有高能量密度、高电压、循环性能好、操作安全的优势，特别适用于新能源汽车的动力需求而得到广泛应用，大力推动了新能源汽车的发展。而随着新能源汽车的大力发展，一方面对锂、镍、钴和锰等用量大幅提高，另一方面后续将有大量的废旧锂离子电池被淘汰，既造成资源浪费，又对环境产生污染。

废旧锂离子电池的回收技术主要有液相法和固相法。液相法需要使用大量的酸和碱，不仅成本高，而且会对环境造成污染。例如：公告号为CN101871048A的中国发明专利申请，其公开了一种从废旧锂电池中回收钴、镍和锰的方法，该方法将废旧锂离子电池正极材料浸入低浓度碱液中，回收含铝较低的黑色粉末，对回收的黑色粉末先采用稀硫酸进行低酸溶解，再采用Na₂SO₅、Na₂SO₃或Fe粉加浓硫酸进行还原溶解，最后在高浓度酸中溶解，得到的物质进行固液分离后，采用P₂O₄和P₅O₇萃取剂对相应金属进行萃取，提高了回收金属的纯度，然而在整个流程中，萃取剂的使用会产生大量有机废液，对环境造成较大的危害。

固相法在回收过程中不仅会排放大量的粉尘，而且回收的产物纯度较低，不适合高品质回收且利润较小；另外，固相法回收过程中往往需要用到高温还原工艺，但实际生产应用时高温还原对工艺和设备要求都特别高，现有高温还原工艺的还原过程不仅容易结块，还容易产生剧毒物质羰基镍。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基本可以避免还原过程中产生结块和剧毒物质的锂电池回收粉还原设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：锂电池回收粉还原设备，包括原料仓、螺旋进料密封器、还原回转炉、螺旋出料密封器、燃烧器、换热器、布袋除尘器、离心风机和吸收塔；

还原回转炉包括炉管，炉管通过炉管托圈可转动地设置在基础架上并通过转动齿圈与驱动装置传动连接；炉管内设置有螺旋散料器，炉管的外壁上罩设有耐火保温层，耐火保温层与炉管之间形成有加热区；

燃烧器的底部设有助燃及点火器、空气进口和裂解气进口，空气进口处设置有气体流量控器；

原料仓设置在螺旋进料密封器的进料端处，螺旋进料密封器的出料端通过波纹管密封器与炉管的前端可转动地连接，炉管的尾端上部设置有多层气体分流器、尾端下部设置有粉尘沉淀收集器，炉管的尾端出料口上罩设有炉管出料罩，炉管出料罩的出料端与螺旋出料密封器的进料端连接，多层气体分流器通过裂解抽气管与燃烧器的底部裂解气进口连接，燃烧器的顶部出气口与换热器的顶部进气口连接，换热器的底部出气口与布袋除尘器的进气口连接，布袋除尘器的出气口通过离心风机与吸收塔的进气口连接。

进一步的是，还包括第二螺旋出料密封器，第二螺旋出料密封器的进料端与螺旋出料密封器的出料端连接。

进一步的是，螺旋出料密封器和第二螺旋出料密封器均为水冷螺旋出料密封器。