一、工藝流程及核心技術(shù)
1. 預(yù)處理與熱解破碎 :廢舊三元鋰電池經(jīng)放電處理后,通過(guò)破碎熱解系統(tǒng)完成外殼破裂與有機(jī)電解液脫除,獲得混合物料(含外殼、銅鋁箔及極粉)。此階段需控制熱解溫度(400-600℃)以避免金屬氧化。
2. 極粉剝離系統(tǒng)——?dú)饬鞣旨?jí)技術(shù) ;混合物料進(jìn)入氣流剝離機(jī),通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)葉輪產(chǎn)生的摩擦力和剪切力實(shí)現(xiàn)極粉與銅鋁箔的物理剝離。工藝參數(shù)優(yōu)化要點(diǎn): 葉輪轉(zhuǎn)速:1200-1800 rpm ,氣流速度:8-12 m/s
,分級(jí)精度:98%以上極粉(粒徑<0.1mm)被分離 ,極粉回收率達(dá)96%-98%,純度達(dá)96%-98%,有效減少后續(xù)金屬分選負(fù)荷。
3. 銅鋁金屬粗破與外殼分選 ; 脫粉后的銅鋁箔與外殼進(jìn)入錘式破碎機(jī)(篩網(wǎng)孔徑3mm),通過(guò)差異化破碎實(shí)現(xiàn): 銅鋁箔被錘擊破碎為<3mm碎片 ;鋁外殼因厚度較大(0.5-1mm)被搓揉成球形顆粒 ;
振動(dòng)篩(篩分效率≥95%)將球形外殼(粒徑>5mm)篩出,銅鋁碎片進(jìn)入精細(xì)處理環(huán)節(jié)。
4. 金屬精細(xì)研磨與比重分選 ;銅鋁碎片經(jīng)立式研磨機(jī)處理(出料粒徑0.2-1mm),進(jìn)一步脫除包裹的殘余極粉,同時(shí)通過(guò)內(nèi)置篩網(wǎng)二次去除未破碎外殼。最終物料進(jìn)入比重分選機(jī),利用銅(8.96 g/cm3)與鋁(2.7 g/cm3)的密度差異實(shí)現(xiàn)分選,分選精度可達(dá): 銅回收率:98% ; 鋁回收率:98% ;金屬純度:98% 。
二、技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析
1. 資源回收率突破性提升,極粉回收率較傳統(tǒng)酸浸法提高15%-20% ,銅鋁金屬綜合回收率提高至95%以上 。
2. 工藝環(huán)保性顯著增強(qiáng);全程干法物理分選,避免酸堿試劑使用 ,極粉直接回收,減少高溫冶金能耗 。
3. 經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化;銅鋁分選成本降低至傳統(tǒng)工藝的60% ,高純度金屬(Cu≥97%,Al≥97%)可直接進(jìn)入冶煉環(huán)節(jié) 。
三、應(yīng)用前景與挑戰(zhàn)
該工藝已在國(guó)內(nèi)某大型電池回收企業(yè)完成中試,處理能力達(dá)2噸/小時(shí)。實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示: 每噸廢電池可回收銅箔120-150kg、鋁箔80-100kg ;極粉(含鎳鈷錳)回收價(jià)值達(dá)8000元/噸
未來(lái)研究方向包括:
1. 開(kāi)發(fā)智能化分選設(shè)備,提升粒徑控制精度 ;2. 研究極粉與金屬的界面結(jié)合機(jī)制以優(yōu)化剝離效率 ;3. 探索銅鋁箔直接再生為電池集流體的可行性 。
鋰電池破碎分選設(shè)備銅鋁分離工藝通過(guò)多級(jí)破碎-摩擦剝離-比重分選技術(shù)體系,實(shí)現(xiàn)了廢舊鋰電池中金屬與活性物質(zhì)的高效回收。其核心創(chuàng)新在于: 氣流分級(jí)與錘式破碎的協(xié)同作用突破傳統(tǒng)分選瓶頸 ; 干法工藝實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益的雙重提升;該技術(shù)為動(dòng)力電池回收行業(yè)提供了可規(guī);茝V的解決方案,助力“雙碳”目標(biāo)下的資源循環(huán)體系建設(shè)。