[发明专利]一种水动力分选湿法剥离极粉的废旧锂电池有价金属组分全回收的方法

说明书

本发明公开一种水动力分选湿法剥离极粉的废旧锂电池有价金属组分全回收的方法。本发明将拆解后废旧锂电池带电直接破碎，再在绝氧环境下高温热解，过程产生的废气经二次燃烧等达标后排放；热解后物料通过水动力分选分离出壳体和桩头、极粉和正负极片；正负极片再经湿法剥离剥离残留极粉，分离出的铜铝箔经烘干、制粒后色选，分离出铜、铝粒。剥离的残留极粉与壳体和桩头清洗出的极粉、水动力分选出的极粉及极片洗涤筛分出的极粉合并后经过滤、脱水、干燥得正负极粉产品，壳体和桩头磁选和涡电分选进一步分离。本发明的极粉回收率达98％以上，极粉品位高，铜铝箔的回收率也很高，并能分类回收不同材质的金属壳体和桩头，回收利用产值得到提升。

技术领域

本发明属于废旧锂电池循环回收利用，具体涉及一种水动力分选湿法剥离极粉的废旧锂电池有价金属组分全回收的方法。

背景技术

废旧锂电池内最具回收价值的材料为正负极粉、铜箔、铝箔，其次是铝制壳体、铜铝材质桩头和卷芯正负端焊接用镍带、铜带。对环境最有害的物质是有机电解液、电解质，其次为活性材料中的含氟粘接剂。

目前传统回收废旧锂电池的方法，一般是先采用多级破碎、细碎甚至磨碎方法；壳体桩头和极片、极粉的分离多为风选分级方式；极粉与集流体分离技术则采用干法摩擦打散、重力筛分分选的方法；对锂电池中有害物质如电解液仅做低温挥发收集，含氟粘接剂不做高温处置，氟元素进入产品极粉中。上述传统的回收方法存在产品品位低、污染环境、粉尘燃爆等许多不足和风险。

上述多级粗碎、细碎方式，易产生大量微细金属粉未，在采用干法风力分选壳体桩头、极片和极粉时，实际分选效率很低，极粉中铜铝铁粉金属杂质含量高，各有价组分回收率和品位都很低；二是风力分选易扬起粉尘，现场环境恶劣，特别是壳体桩头夹带极粉损失高，通常损失率大于1％。其次是微细铝金属粉末，比表面积大、活性高，在生产过程和运输中都有燃爆、起火风险。干法摩擦打散、重力筛分分离方式同样存在上述问题，正极粉不易剥离分离，加大了极粉中金属杂质含量，铜、铝箔分离率低，相互掺杂。

上述多级粗碎、细碎后物料，在采用湿法剥离极粉时还存在重大安全隐患：微细铝粉比表面积大、活性高，易与酸反应产生氢气，使浸酸剥离系统存在燃烧、爆炸危险；其次，浸酸剥离后的含铝渣，尽管经脱水处理，含湿率经测试可达15～20％，仍残留一定量稀酸，会与残渣中的微细铝粉等金属发生反应，析出氢气并释放热量，如大量储存、堆积含铝渣，在一定条件下便可能发生燃爆。

中国发明CN 107946686 A公开了一种废旧锂离子电池回收方法，通过拆解、干燥、粉碎、分筛、色选等步骤，最终可从废旧锂离子电池中回收得到：电池壳体、电极粉料、隔膜碎片、电解液、铜金属颗粒和铝金属颗粒，实现全组分的回收。但该发明中并没有涉及到电解液溶质六氟磷酸锂的回收处理，低温挥发并不能除去电解质，有害的六氟磷酸锂进入后续各工序，严重污染环境。其次内芯粉碎会导致极粉中金属含量较高，物料粉碎过细影响色选的精度，最后要人工拆卸分离电池壳体和内芯，步骤繁琐，不利于工业化生产。

因此，有必要设计开发一种过程环保、低风险，能全回收有价金属全组分的方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种水动力分选湿法剥离极粉的废旧锂电池有价金属组分全回收的方法，采用一次性破碎，高温热解后，后续过程为湿法流程，如水动力分选、湿法剥离等，对废旧锂电池中的正负极粉、铜箔、铝箔和壳体及桩头等有价金属全组分回收，并对电池中的电解液和电解质等有害成份进行环保处置，实现了有价金属组分全回收、无害化处置目的，过程中能够避免扬尘产生，也不存在燃爆、起火风险，效率高且安全环保，满足了资源综合利用的可持续发展要求。

本发明采用如下的技术方案实现：

一种水动力分选湿法剥离极粉的废旧锂电池有价金属组分全回收的方法，包括如下步骤：