專利名稱：一種從廢舊鋰電池回收單質(zhì)態(tài)金屬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保與資源領(lǐng)域，涉及一種從廢舊鋰電池中回收單質(zhì)態(tài)金屬的方。
背景技術(shù)：
近年來，廢舊鋰離子電池的回收中，對(duì)于金屬回收的方法，也有一些研究和報(bào)導(dǎo)， 主要有幾下幾種①基于濕法冶金的酸溶解，使用硝酸、硫酸或鹽酸。(g對(duì)金屬外殼進(jìn)行機(jī)
械剝離，但都是手工的方法，不便于工業(yè)化生產(chǎn)。i)根據(jù)集流體、活性物質(zhì)、粘結(jié)劑的物理、
化學(xué)性質(zhì)差異，使用高溫焙燒法、物理擦洗法和稀酸浸出和攪拌擦洗法分離集流體和活性
物質(zhì)。 將電池芯纏繞體放入有機(jī)溶劑中，使電池芯的極性材料和集流體分離。上述方法
中的化學(xué)法，是用常規(guī)酸溶方法，金屬由單質(zhì)變成離子，再從離子狀態(tài)通過冶金手段轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)。這樣增加了能耗和污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能耗和污染最低的從廢舊鋰電池中回收單質(zhì)態(tài)金屬的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)是一種從廢舊鋰電池回收單質(zhì)態(tài)金屬的方法，廢舊鋰電池經(jīng)篩選后，切割成碎料、回收其中的電解液、塑料材料分離， 將分離出塑料材料的碎料進(jìn)行物理處理后得到單質(zhì)態(tài)金屬的步驟。所述的物理處理包括如
下步驟①將分離出塑料材料的碎料在爐中加熱到300°C 650°C，保溫0. 5 2小時(shí)后出
爐冷卻至常溫遮)將步驟①所得的熱處理后的碎料放入滾筒中滾動(dòng)0. 5 2小時(shí)后進(jìn)行篩分處理，所述篩上的碎料是金屬態(tài)的鋁、銅、鎳、鐵，所述篩下的粉未是電極上的活性物質(zhì)； 將步驟篩上的碎料利用磁選方法分離出鎳和鐵，再用風(fēng)選的方法分離出鋁，剩余即為
銅物質(zhì)； 將步驟②篩下的活性物質(zhì)送濕法流程回收有價(jià)金屬。進(jìn)一步在上述從廢舊鋰電池回收單質(zhì)態(tài)金屬的方法中，所述切割廢舊鋰電池成碎料的步驟中，其碎料的最長徑小于或等于5毫米。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述從廢舊鋰電池中回收單質(zhì)態(tài)金屬的方法，使用物理的方法回收廢舊鋰電池中的單質(zhì)態(tài)金屬。單質(zhì)態(tài)金屬和其它物質(zhì)能否有效分離，是使用物理方法能否成功的關(guān)健。本發(fā)明利用單質(zhì)態(tài)金屬集流體與活性物質(zhì)熱膨脹系數(shù)的差異，將電極加熱到300°C 650°C，使活性物質(zhì)與集流體有效分離。本發(fā)明避免了常規(guī)濕法流程回收所帶來的能耗和二次污染。本發(fā)明的整個(gè)回收處理方法簡單、環(huán)保、工業(yè)化批量處理可行性高， 而且鎳和鐵物質(zhì)的分離率高達(dá)98%以上；用風(fēng)選方法分離出金屬鋁的分離率高達(dá)95%以上。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的主旨是利用單質(zhì)態(tài)金屬集流體與活性物質(zhì)熱膨脹系數(shù)的差異，將電極加熱到 300°C 650°C，使活性物質(zhì)與集流體有效分離。本發(fā)明避免了常規(guī)濕法流程回收所帶來的能耗和二次污染。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳述，實(shí)施方式中所提及的內(nèi)容及相關(guān)方法條件的選擇并非對(duì)本發(fā)明的限定，只是因地制宜而對(duì)結(jié)果并無實(shí)質(zhì)性影響。實(shí)施例1 ①廢舊電池經(jīng)分選后，分選出的鋰電池切割成5毫米以下的碎料。(|)將上述碎料放入離心機(jī)中甩脫舊電解液，在離心機(jī)中噴入清水清洗。③清洗完畢，從離心機(jī)中取出，放入水中，攪拌，塑料飄浮在水面上，撈出，分離出塑料。 剩余物經(jīng)離心脫水后， 放入馬弗爐中加熱到300°C，保溫1小時(shí)。Cg)出爐，冷卻到室溫。放入滾筒中滾動(dòng)1小時(shí)。
篩分。單質(zhì)金屬與電極活性物質(zhì)的分離率達(dá)到98%。 將篩上物用鄭州山川重工有限
公司產(chǎn)CTB44型磁選機(jī)進(jìn)行磁選分離。分離出可被磁化的鎳和鐵。分離出鎳和鐵后的剩余物，用自制風(fēng)選機(jī)分離出鋁。自制風(fēng)選機(jī)是用螺旋喂料機(jī)將篩上物送入風(fēng)機(jī)出風(fēng)口，輕質(zhì)物料被吹出的距離遠(yuǎn)，重質(zhì)物料被吹出距離近。鋁屬于輕質(zhì)材料，被吹出的距離較銅遠(yuǎn)。這樣將鋁分離出來。剩余物即為銅。對(duì)篩上物、磁選選出的鎳和鐵、風(fēng)選分離出的鋁、剩余物銅分別稱重。同時(shí)取樣，酸溶，用原子吸收光譜測(cè)定其成分含量，計(jì)算出各金屬在各類物料中的數(shù)量。測(cè)得，金屬鎳和鐵的分離率為98%，鋁的分離率為95%。實(shí)施例2 ①廢舊電池經(jīng)分選后，分選出的鋰電池切割成5毫米以下的碎料。②將上述碎料放入離心機(jī)中甩脫舊電解液，在離心機(jī)中噴入清水清洗。③清洗完畢，從離心機(jī)中取出，放入水中，攪拌，塑料飄浮在水面上，撈出，分離出塑料。④剩余物經(jīng)離心脫水后， 放入馬弗爐中加熱到600°C，保溫0.5小時(shí)。 出爐，冷卻到室溫。放入滾筒中滾動(dòng)0.5小
時(shí)。 篩分。單質(zhì)金屬與電極活性物質(zhì)的分離率達(dá)到99%。⑦將篩上物用鄭州山川重工有
限公司產(chǎn)CTB44型磁選機(jī)進(jìn)行磁選分離。分離出可被磁化的鎳和鐵。分離出鎳和鐵后的剩余物，用自制風(fēng)選機(jī)分離出鋁。自制風(fēng)選機(jī)是用螺旋喂料機(jī)將篩上物送入風(fēng)機(jī)出風(fēng)口，輕質(zhì)物料被吹出的距離遠(yuǎn)，重質(zhì)物料被吹出距離近。鋁屬于輕質(zhì)材料，被吹出的距離較銅遠(yuǎn)。這樣將鋁分離出來。剩余物即為銅。
對(duì)篩上物、磁選選出的鎳和鐵、風(fēng)選分離出的鋁、剩余物銅分別稱重。同時(shí)取樣，酸溶，用原子吸收光譜測(cè)定其成分含量，計(jì)算出各金屬在各類物料中的數(shù)量。測(cè)得，金屬鎳和鐵的分離率為98%，鋁的分離率為95%。實(shí)施例3 ①廢舊電池經(jīng)分選后，分選出的鋰電池切割成5毫米以下的碎料。
將上述碎料，放入離心機(jī)中甩脫舊電解液，在離心機(jī)中噴入清水清洗。③清洗完畢，從離心機(jī)中取出，放入水中，攪拌，塑料飄浮在水面上，撈出，分離出塑料。 剩余物經(jīng)離心脫水后，放入馬弗爐中加熱到400°C，保溫2小時(shí)。睡出爐，冷卻到室溫。放入滾筒中滾動(dòng)2小
時(shí)。@篩分。單質(zhì)金屬與電極活性物質(zhì)的分離率達(dá)到99%。Θ將篩上物用鄭州山川重工有
限公司產(chǎn)CTB44型磁選機(jī)進(jìn)行磁選分離。分離出可被磁化的鎳和鐵。分離出鎳和鐵后的剩余物，用自制風(fēng)選機(jī)分離出鋁。自制風(fēng)選機(jī)是用螺旋喂料機(jī)將篩上物送入風(fēng)機(jī)出風(fēng)口，輕質(zhì)物料被吹出的距離遠(yuǎn)，重質(zhì)物料被吹出距離近。鋁屬于輕質(zhì)材料，被吹出的距離較銅遠(yuǎn)。這樣將鋁分離出來。剩余物即為銅。對(duì)篩上物、磁選選出的鎳和鐵、風(fēng)選分離出的鋁、剩余物銅分別稱重。同時(shí)取樣，酸溶，用原子吸收光譜測(cè)定其成分含量，計(jì)算出各金屬在各類物料中的數(shù)量。測(cè)得，金屬鎳和鐵的分離率為97%，鋁的分離率為96%。實(shí)施例4 ①廢舊電池經(jīng)分選后，切割成5毫米以下的碎料。將上述碎料，放入離心機(jī)中甩脫舊電解液，在離心機(jī)中噴入清水清洗。③清洗完畢，從離心機(jī)中取出，放入水中，攪拌，塑料飄浮在水面上，撈出，分離出塑料。④剩余物經(jīng)離心脫水后，放入馬弗爐中加熱到650°C，保溫1小時(shí)。 出爐，冷卻到室溫。放入滾筒中滾動(dòng)2小時(shí)。@篩分。單質(zhì)金
屬與電極活性物質(zhì)的分離率達(dá)到99%。 將篩上物用鄭州山川重工有限公司產(chǎn)CTB44型磁
選機(jī)進(jìn)行磁選分離。分離出可被磁化的鎳和鐵。分離出鎳和鐵后的剩余物，用自制風(fēng)選機(jī)分離出鋁。自制風(fēng)選機(jī)是用螺旋喂料機(jī)將篩上物送入風(fēng)機(jī)出風(fēng)口，輕質(zhì)物料被吹出的距離遠(yuǎn)，重質(zhì)物料被吹出距離近。鋁屬于輕質(zhì)材料，被吹出的距離較銅遠(yuǎn)。這樣將鋁分離出來。 剩余物即為銅。對(duì)篩上物、磁選選出的鎳和鐵、風(fēng)選分離出的鋁、剩余物銅分別稱重。同時(shí)取樣，酸溶，用原子吸收光譜測(cè)定其成分含量，計(jì)算出各金屬在各類物料中的數(shù)量。測(cè)得，金屬鎳和鐵的分離率為98%，鋁的分離率為95%。
實(shí)施例5 ①廢舊電池經(jīng)分選后，分選出的鋰電池切割成5毫米以下的碎料。②將上述碎料，放入離心機(jī)中甩脫舊電解液，在離心機(jī)中噴入清水清洗。③清洗完畢，從離心機(jī)中取出，放入水中，攪拌，塑料飄浮在水面上，撈出，分離出塑料。④剩余物經(jīng)離心脫水后， 放入馬弗爐中加熱到500°C，保溫2小時(shí)。③出爐，冷卻到室溫。放入滾筒中滾動(dòng)0. 5小時(shí)。
篩分。單質(zhì)金屬與電極活性物質(zhì)的分離率達(dá)到98%。 將篩上物用鄭州山川重工有限
公司產(chǎn)CTB44型磁選機(jī)進(jìn)行磁選分離。分離出可被磁化的鎳和鐵。分離出鎳和鐵后的剩余物，用自制風(fēng)選機(jī)分離出鋁。自制風(fēng)選機(jī)是用螺旋喂料機(jī)將篩上物送入風(fēng)機(jī)出風(fēng)口，輕質(zhì)物料被吹出的距離遠(yuǎn)，重質(zhì)物料被吹出距離近。鋁屬于輕質(zhì)材料，被吹出的距離較銅遠(yuǎn)。這樣將鋁分離出來。剩余物即為銅。對(duì)篩上物、磁選選出的鎳和鐵、風(fēng)選分離出的鋁、剩余物銅分別稱重。同時(shí)取樣，酸溶，用原子吸收光譜測(cè)定其成分含量，計(jì)算出各金屬在各類物料中的數(shù)量。測(cè)得，金屬鎳和鐵的分離率為97%，鋁的分離率為96%。
權(quán)利要求
1.一種從廢舊鋰電池回收單質(zhì)態(tài)金屬的方法，包括廢舊鋰電池的篩選、切割廢舊鋰電池成碎料、回收廢舊鋰電池中的電解液、塑料材料分離的步驟，其特征在于它還包括將分離出塑料材料的碎料進(jìn)行物理處理后得到單質(zhì)態(tài)金屬的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從廢舊鋰電池回收單質(zhì)態(tài)金屬的方法，其特征在于所述的物理處理包括如下步驟①將分離出塑料材料的碎料在爐中加熱到300°C 650°C，保溫0.5 2小時(shí)后出爐冷卻至常溫；②將步驟①所得的熱處理后的碎料放入滾筒中滾動(dòng)0.5 2小時(shí)后進(jìn)行篩分處理，所述篩上的碎料是金屬態(tài)的鋁、銅、鎳、鐵，所述篩下的粉未是電極上的活性物質(zhì)；③將步驟②篩上的碎料利用磁選方法分離出鎳和鐵，再用風(fēng)選的方法分離出鋁，剩余即為銅物質(zhì)；④將步驟②篩下的活性物質(zhì)送濕法流程回收有價(jià)金屬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的從廢舊鋰電池回收單質(zhì)態(tài)金屬的方法，其特征在于所述切割廢舊鋰電池成碎料的步驟中，其碎料的最長徑小于或等于5毫米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從廢舊鋰電池回收單質(zhì)態(tài)金屬的方法，包括廢舊鋰電池經(jīng)篩選后切割成碎料、回收其中的電解液、分離出塑料材料，將分離出塑料材料的碎料進(jìn)行物理處理后得到單質(zhì)態(tài)金屬的步驟。本發(fā)明利用單質(zhì)態(tài)金屬集流體與活性物質(zhì)熱膨脹系數(shù)的差異，將電極加熱到300℃～650℃，使活性物質(zhì)與集流體有效分離。本發(fā)明避免了常規(guī)濕法流程回收所帶來的能耗和二次污染。
文檔編號(hào)C22B7/00GK102329961SQ201110314470
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者殷國民, 毛文雄 申請(qǐng)人:惠州市雄越保環(huán)科技有限公司