專利名稱：一種廢鉛酸蓄電池破碎分選方法及專用塔式重力分選器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢鉛酸蓄電池破碎分選方法，及分選過程中專用的塔 式重力分選器。
(二)
背景技術(shù)：
目前，廢鉛酸蓄電池的回收利用具有十分重要的意義，它既可使寶貴 的鉛資源得到循環(huán)利用，又可消除廢電池中所含重金屬離子對環(huán)境的嚴(yán)重 污染。為了高效回收利用廢鉛酸蓄電池，首先必須將廢電池進(jìn)行高效破碎 和分選。在該廢電池高效破碎分選設(shè)備領(lǐng)域，已開發(fā)的設(shè)備主要有意大利
Engitec Technologies公司的CX破碎分選系統(tǒng)和美國MA公司開發(fā)的MA 破碎分選系統(tǒng)，這二種技術(shù)都有成套的設(shè)備。
意大利Engitec Technologies公司的CX破碎系統(tǒng)中采取的方法是先將 廢電池在料倉中進(jìn)行預(yù)壓碎，然后再進(jìn)行錘擊式破碎。該設(shè)備的分選過程 采用了先取泥、后分離鉛合金及輕質(zhì)料的二步法，該系統(tǒng)中振動篩的孔徑 為lmm,工作過程中易造成篩孔堵塞，影響工作效率。
美國MA公司的石皮石爭分選系統(tǒng)與意大利Engitec Technologies />司的 CX破碎系統(tǒng)明顯不同，其不經(jīng)歷廢電池的整體預(yù)石皮碎，在廢電池倒S吏后 直接進(jìn)行錘擊式破碎，在錘擊的同時，進(jìn)行振動。該設(shè)備的特點(diǎn)是機(jī)械自 動化水平較高，但過程復(fù)雜，設(shè)備昂貴，投資大，運(yùn)行費(fèi)用高。但現(xiàn)代鉛 酸蓄電池采用了 AGM隔板的閥控免維護(hù)技術(shù)，失效的廢電池大多干涸， 酸液無法倒出，影響效果。
此外，上述兩種設(shè)備系統(tǒng)在工作過程中，由于受廢電池中大量存在的
極具腐蝕性的二氧化鉛和硫酸的作用，特別是，現(xiàn)代閥控免維護(hù)鉛酸蓄電 池受熱失控影響，導(dǎo)致報廢電池中酸液干涸，硫酸濃度極高，對破碎分選 設(shè)備造成嚴(yán)重腐蝕。
目前，廢鉛酸蓄電池主要由閥控免維護(hù)電池和普通開口電池兩大類構(gòu)
成，其中闊控免維護(hù)電池又包括AGM隔板吸液式和月交體電池兩種形式。 閥控免維護(hù)電池中普遍采用了 ABS塑料外殼和更為堅固的結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)度 和韌性普遍較先前的開口式汽車、摩托車電池要好。
針對目前高強(qiáng)度、高韌性的閥控免維護(hù)廢電池(主流電池)的特點(diǎn)， 錘擊式破碎不易將廢電池粉碎到很細(xì)粒度，所以最好的方法是首先經(jīng)歷結(jié) 構(gòu)性預(yù)破碎，然后采用多種技術(shù)手段組合的方式，達(dá)到對廢電池的良好破 碎和分選。
發(fā)明內(nèi)容
為克服常規(guī)破碎分選設(shè)備中存在的諸多問題，本發(fā)明提供了 一種破碎 分選效果好、研磨粒度細(xì)、設(shè)備不易被腐蝕、穩(wěn)定可靠、投資少、運(yùn)行費(fèi) 用低的一種廢鉛酸蓄電池破碎分選方法，及分選過程中專用的塔式重力分 選器。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種廢鉛酸蓄電池破碎分選方法，所述方法包括
(1) 將廢鉛酸蓄電池投入沖床中，進(jìn)行結(jié)構(gòu)破壞性初步破碎；
(2) 將步驟(1)經(jīng)初步破碎的物料投入鱘式破碎機(jī)中，注入氨水， 調(diào)節(jié)pH為4 6，進(jìn)行機(jī)械破碎至物料最大尺寸小于3cm;
(3) 將步驟(2)經(jīng)機(jī)械破碎的物料投入球磨機(jī)中，逐級研磨至含鉛 膏泥物料粒度為20-150 jim;
(4)將步驟(3)經(jīng)研磨的物料用塔式重力分選器分選，使物料充分
分離，得到輕質(zhì)物料(AGM纖維，ABS、 PP、 PVC塑料，環(huán)氧
樹脂碎料，橡膠質(zhì)氣壓帽、O形圈)、重質(zhì)物料(鉛及鉛合金)
和中質(zhì)物料(含有Pb、 PbO、 Pb02、 PbS04的膏泥物料)。 本發(fā)明方法工藝流程圖參見圖1。
由于廢鉛酸電池中的二氧化鉛在酸性溶液中具有強(qiáng)腐蝕性，必然會對 破碎設(shè)備造成嚴(yán)重的腐蝕損壞。針對此問題，本發(fā)明在機(jī)械破碎的同時， 注入氨水溶液，讓氨水與廢電池中的殘酸充分反應(yīng)，大大降低了介質(zhì)的酸 性和腐蝕性。氨水反應(yīng)后的副產(chǎn)物是硫酸銨溶液，其可以通過后續(xù)凈化處 理，脫除金屬離子，并進(jìn)一步通過石灰水處理，轉(zhuǎn)化為稀氨水，再循環(huán)使 用。
步驟(2)中所用氨水質(zhì)量濃度為5~30%。
本發(fā)明還涉及一種用于廢鉛酸蓄電池破碎分選中分選過程的塔式重 力分選器，自上而下依次為敞口進(jìn)料室、漿料循環(huán)室、重質(zhì)物料收集槽， 所述進(jìn)料室和漿料循環(huán)室為柱體結(jié)構(gòu)，所述重質(zhì)物料收集槽進(jìn)料室為倒推 體結(jié)構(gòu)，進(jìn)料室上部設(shè)置輕質(zhì)物料排出口，所述輕質(zhì)物料排出口與輕質(zhì)物 料收集槽連接，進(jìn)料室與漿料循環(huán)室通過多孔板分隔；所述的漿料循環(huán)室 設(shè)置有排料口與進(jìn)料口，所述排料口通過旁路循環(huán)系統(tǒng)與進(jìn)料口連通；所 述的漿料循環(huán)室底部與重質(zhì)物料收集槽連接處設(shè)置流體流量均勻分布板， 所述流體流量均勻分布板由氣室、篩分板和氣體過渡腔室構(gòu)成，所述的氣 室設(shè)置有空氣入口，所述的篩分板設(shè)有與氣體過渡腔室連通的出氣管，所 述的篩分板上布置有與漿料循環(huán)室連通的物料流通管，所述的氣室與漿料 循環(huán)室密封，所述重質(zhì)物料收集槽底部設(shè)置有水流入口 。
所述旁路循環(huán)系統(tǒng)由與排料口依次連接的漿料澄清槽、出液管、循環(huán) 泵、回液管組成，所述的排料口、漿#+澄清槽、出液管、循環(huán)泵、回液管、 進(jìn)料口構(gòu)成循環(huán)，所述的漿料澄清槽上部設(shè)有溢流口，所述溢流口與所述 出液管連接，所述的漿料澄清槽下部通過管道與中質(zhì)料貯槽連通，所述的 中質(zhì)料貯槽上部設(shè)有過濾裝置，所述過濾裝置設(shè)有與出液管連通的管道。
優(yōu)選的，所述的進(jìn)料室內(nèi)設(shè)置多孔振動框。
所述進(jìn)料室內(nèi)徑與進(jìn)料室高度之比為1: 1 3。
所述漿料循環(huán)室內(nèi)徑與漿料循環(huán)室高度之比為1: 0.5 1。
所述重質(zhì)物料收集槽最大內(nèi)徑與高度之比為1: 0.5 1。
優(yōu)選的，所述輕質(zhì)物料收集槽的上部設(shè)有噴水槍，收集槽內(nèi)設(shè)置有攪
拌器，在輕質(zhì)物料攪拌的同時，對其沖洗，使其中的含鉛膏泥分離。
優(yōu)選的，所述輕質(zhì)物料收集槽設(shè)有帶濾水裝置的出水口，所述的輕質(zhì)
物料收集槽下方設(shè)有貯水槽，所述的出水口與貯水槽連通，所述貯水槽通
過循環(huán)泵與重質(zhì)物料收集槽底部的水流入口連通，這樣分選過程中水可以
循環(huán)利用，節(jié)約了用水。
塔式重力分選器中，水流從塔底部進(jìn)入，自下而上；廢電池粉碎后的
物料從上部進(jìn)入，自然落下，與水流形成逆流沖擊。廢電池粉碎料中各組
分的密度相差甚大，鉛及鉛合金的比重最大，含鉛膏泥次之，AGM纖維、
PP、 ABS、 PVC塑料、環(huán)氧樹脂碎料、橡膠質(zhì)氣壓帽、O形圈最輕。因
此，通過調(diào)整水流速度和壓縮空氣鼓泡壓力可以使上述物料得到分離
(1)密度大的重質(zhì)部分(鉛及鉛合金)落入底部并得到收集；(2)密度
小的輕質(zhì)部分(AGM纖維，PP、 PVC、 ABS塑料，環(huán)氧樹脂碎料，橡膠
質(zhì)氣壓帽、O形圈)從上部浮出(但其中會混雜少量的含鉛膏泥，需經(jīng)過后續(xù)處理而脫除含鉛膏泥)，由專用槽收集；(3)密度中等部分(含鉛膏 泥)處于懸濁態(tài)并經(jīng)塔中部旁路循環(huán)液流系統(tǒng)及時導(dǎo)出，經(jīng)中間槽澄清， 過濾脫水后得到含水量較低的含鉛膏泥。該膏泥料中最主要的物相組分為 Pb、 PbO、 Pb02、 PbS04。
本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在破碎充分、研磨粒度細(xì)且能控制其粒 度；可高效地將廢鉛酸蓄電池分解為輕質(zhì)物料(AGM纖維，ABS、 PP、 PVC塑料，環(huán)氧樹脂碎料，橡膠質(zhì)氣壓帽、O形圈)、重質(zhì)物料(鉛及鉛 合金)和中質(zhì)物料(含有Pb、 PbO、 Pb02、 PbS04的膏泥物料)；設(shè)備受 腐蝕的程度小，解決了傳統(tǒng)破碎分選設(shè)備中普遍存在的腐蝕問題；設(shè)備穩(wěn) 定可靠，投資省，運(yùn)行費(fèi)用低。通過水介質(zhì)循環(huán)回用，既節(jié)省了水資源又 消除了環(huán)境污染。
(四)


圖1為本發(fā)明方法工藝流程圖2為本發(fā)明塔式重力分選器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍
并不僅限于此
實(shí)施例1:
破碎設(shè)備選用了沖擊床(浙江工業(yè)大學(xué)提供)、聘式破碎機(jī)(上海遠(yuǎn) 華機(jī)械廠，PE-15Qx 250 )和臥式球磨機(jī)(浙江工業(yè)大學(xué)提供)，處理能 力為lp屯廢電;也/h。
分選設(shè)備采用了塔式重力分選器，結(jié)構(gòu)參見圖l,進(jìn)料室l頂部設(shè)置輕 質(zhì)物料排出口4，進(jìn)料室底部與漿料循環(huán)室2連接處設(shè)置多孔振動框5，所
述多孔振動框與曲輥輪機(jī)6相連；漿料循環(huán)室底部與重質(zhì)物料收集槽3連接 處設(shè)置流體流量均勻分布板7，所述流體流量均勻分布板由氣室8、篩分板 9和氣體過渡腔室10構(gòu)成，所述的氣室8設(shè)置有空氣入口11 (與氣泵相連)， 所述的篩分板設(shè)有與氣體過渡腔室連通的出氣管12,所述的篩分板上布置 有與漿料循環(huán)室連通的物料流通管13,所述的氣室與漿料循環(huán)室密封，漿 料循環(huán)室設(shè)置有排料口 14與進(jìn)料口 15,所述排料口與進(jìn)料口通過循環(huán)泵組 成循環(huán)系統(tǒng)；重質(zhì)物料收集槽底部設(shè)置有水流入口16;所述旁路循環(huán)系統(tǒng) 由與排料口依次連接有漿料澄清槽17、出液管18、循環(huán)泵19、回液管20 組成，所述的排料口、漿料澄清槽、出液管、循環(huán)泵、回液管、進(jìn)料口構(gòu) 成循環(huán)，所述的漿料澄清槽上部設(shè)有溢流口，所述溢流口與所述出液管連 接，所述的漿料澄清槽下部通過閥門、管道與過濾裝置相連，所述過濾裝 置設(shè)有與出液管連通的管道。塔圓柱體內(nèi)徑為80cm，總高度為240cm(進(jìn) 料室160cm、漿料循環(huán)室80cm);圓錐體最大內(nèi)徑為80cm,高度為100cm, 振動框尺寸為①60cmx40cm，塔底部輸送液體的泵的流量為50mVh,塔中 部旁路循環(huán)液體輸送的泵的流量為25mVh,壓縮空氣的鼓泡壓力為2大氣 壓。
在上述破碎分選設(shè)備中進(jìn)行了實(shí)際運(yùn)行，其過程如下。 取500kg廢電池，投入沖床中，進(jìn)行初步破碎，初步破碎的物料再招二 入鱘式破碎機(jī)中，破碎物料尺寸小于3cm，在機(jī)械石皮碎的同時注入10% 的氨水，調(diào)節(jié)處理物料體系的pH至4 5。處理液通過后續(xù)凈化處理，脫 除金屬離子后，通過石灰水處理，轉(zhuǎn)化為稀氨水，循環(huán)使用。
破碎后的物料經(jīng)球磨機(jī)逐級細(xì)磨后，含鉛膏泥物料的粒度達(dá)到20-50 Hm,研磨后的物料經(jīng)塔式重力分選器分選后得到(l)AGM纖維、廢塑 料等輕質(zhì)物料34.5kg, (2)含鉛膏泥330kg， ( 3 )鉛及鉛合金148kg。
實(shí)施例2:
所用裝置同實(shí)施例l，塔底部輸送液體的泵的流量為75mVh,塔中部 旁路循環(huán)液體輸送的泵的流量為35mVh,壓縮空氣的鼓泡壓力為2.5大氣壓。
在上述破碎分選設(shè)備中進(jìn)行了實(shí)際運(yùn)行，其過程如下。 取1000kg廢電池，投入沖床中，進(jìn)行初步破碎，初步破碎的物料再 投入鱘式破碎機(jī)中，在機(jī)械破碎的同時注入15。/。的氨7JC,調(diào)節(jié)介質(zhì)的pH 至5-6。介質(zhì)通過后續(xù)凈化處理，脫除金屬離子后，通過石灰水處理，轉(zhuǎn) 化為稀氨水，循環(huán)使用。
破碎后的物料經(jīng)球磨機(jī)逐級細(xì)磨后，含鉛膏泥物料的粒度達(dá)到 80~100 jum，研磨后的物料經(jīng)塔式重力分選器分選后得到(1 )AGM纖維、 廢塑料等輕質(zhì)物料70.5kg， (2)含鉛膏泥655kg, ( 3 )鉛及鉛合金29汰g。
權(quán)利要求
1.一種廢鉛酸蓄電池破碎分選方法，所述方法包括(1)將廢鉛酸蓄電池投入沖床中，進(jìn)行結(jié)構(gòu)破壞性初步破碎；(2)將步驟(1)經(jīng)初步破碎的物料投入鱷式破碎機(jī)中，同時注入氨水，調(diào)節(jié)物料pH為4～6，進(jìn)行機(jī)械破碎至物料最大尺寸小于3cm；(3)將步驟(2)經(jīng)機(jī)械破碎的物料投入球磨機(jī)中，逐級研磨至含鉛膏泥物料粒度為20～150μm；(4)將步驟(3)經(jīng)研磨的物料用塔式重力分選器分選，使物料充分分離。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于步驟(2)中所用氨水質(zhì)量濃度 為5 30%。
3. —種用于廢鉛酸蓄電池破碎分選的塔式重力分選器，自上而下依次為 敞口進(jìn)料室、漿料循環(huán)室、重質(zhì)物料收集槽，所述進(jìn)料室和漿料循環(huán) 室為柱體結(jié)構(gòu)，所述重質(zhì)物料收集槽進(jìn)料室為倒錐體結(jié)構(gòu)，進(jìn)料室上 部設(shè)置輕質(zhì)物料排出口 ，所述輕質(zhì)物料排出口與輕質(zhì)物料收集槽連接， 進(jìn)料室與漿料循環(huán)室通過多孔板分隔；所述的漿料循環(huán)室設(shè)置有排料 口與進(jìn)料口，所述排料口通過旁路循環(huán)系統(tǒng)與進(jìn)料口連通；所述的漿料循環(huán)室底部與重質(zhì)物料收集槽連接處設(shè)置流體流量均勻分布板，所 述流體流量均勻分布板由氣室、篩分板和氣體過渡腔室構(gòu)成，所述的 氣室設(shè)置有空氣入口 ，所述的篩分板設(shè)有與氣體過渡腔室連通的出氣 管，所述的篩分板上布置有與漿料循環(huán)室連通的物料流通管，所述的 氣室與漿料循環(huán)室密封，所述重質(zhì)物料收集槽底部設(shè)置有水流入口 。
4. 如權(quán)利要求3所述的塔式重力分選器，其特征在于所述旁路循環(huán)系統(tǒng) 由與排料口依次連接的漿料澄清槽、出液管、循環(huán)泵、回液管組成，所述的排料口、漿料澄清槽、出液管、循環(huán)泵、回液管、進(jìn)料口構(gòu)成 循環(huán)，所述的漿料澄清槽上部設(shè)有溢流口 ，所述溢流口與所述出液管 連接，所述的漿料澄清槽下部通過閥門、管道與過濾裝置相連，所述 過濾裝置設(shè)有與出液管連通的管道。
5. 如權(quán)利要求3所述的塔式重力分選器，其特征在于所述的進(jìn)料室內(nèi)設(shè) 置多孔振動框。
6. 如權(quán)利要求3所述的塔式重力分選器，其特征在于所述進(jìn)料室內(nèi)徑與 進(jìn)料室高度之比為1: 1 3。
7. 如權(quán)利要求3所述的塔式重力分選器，其特征在于所述漿料循環(huán)室內(nèi) 徑與漿料循環(huán)室高度之比為1: 0.5~1。
8. 如權(quán)利要求3所述的塔式重力分選器，其特征在于所述重質(zhì)物料收集 槽錐底內(nèi)徑與高度之比為1: 0.5 1。
9. 如權(quán)利要求3所述的塔式重力分選器，其特征在于所述輕質(zhì)物料收集 槽設(shè)有帶濾水裝置的出水口 ，所述的輕質(zhì)物料收集槽下方設(shè)有貯水槽， 所述的出水口與貯水槽連通，所述貯水槽通過循環(huán)泵與重質(zhì)物料收集 槽底部的水流入口連通。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種廢鉛酸蓄電池破碎分選方法及專用塔式重力分選器。本發(fā)明采用先經(jīng)普通沖床初步破碎，然后用鱷式破碎機(jī)機(jī)械破碎，再經(jīng)球磨機(jī)細(xì)磨，最后由專用塔式重力分選器分選，其有益效果主要體現(xiàn)在破碎充分、物料分選徹底、研磨粒度細(xì)且能控制其粒度；可高效地將廢鉛酸蓄電池分解為輕質(zhì)物料(AGM纖維，ABS、PP、PVC塑料，環(huán)氧樹脂碎料，橡膠質(zhì)氣壓帽、O形圈)、重質(zhì)物料(鉛及鉛合金)和中質(zhì)物料(含有Pb、PbO、PbO₂、PbSO₄的膏泥物料)；設(shè)備受腐蝕的程度小，解決了傳統(tǒng)破碎分選設(shè)備中普遍存在的腐蝕問題；設(shè)備穩(wěn)定可靠，投資省，運(yùn)行費(fèi)用低。通過水介質(zhì)循環(huán)回用，既節(jié)省了水資源又消除了環(huán)境污染。
文檔編號H01M10/54GK101170203SQ20071015700
公開日2008年4月30日 申請日期2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月20日
發(fā)明者董志根, 高云芳 申請人:浙江工業(yè)大學(xué);上虞奧龍電源有限公司