專(zhuān)利名稱(chēng):用于處理未破碎的鉛蓄電池的方法和設(shè)備的制作方法
用于處理未破碎的鉛蓄電池的方法和設(shè)備
本發(fā)明涉及處理鉛蓄電池的 一 般技術(shù)領(lǐng)域,尤其是鉛酸電池類(lèi)型。 本發(fā)明在廢鉛電池循環(huán)利用領(lǐng)域獲得了有利應(yīng)用,但不限于此。
現(xiàn)有技術(shù)的總體描述
已經(jīng)提出了多種設(shè)備和方法來(lái)進(jìn)行鉛蓄電池的處理。
在20世紀(jì)60年代時(shí),鉛蓄電池封裝在硬橡膠或酚醛塑料中。 此時(shí),諸如文件FR39762中所述的一種處理工藝特別適合這種類(lèi)型 電池的處理。
這種類(lèi)型的工藝特別地包括由通過(guò)使電池從3-4米的高度墜落而使 電池破裂而組成的步驟。
在20世紀(jì)70年代時(shí),聚丙烯的鉛蓄電池的到來(lái)使該工藝廢棄。
聚丙烯是一種與硬橡膠或酚醛塑料相比不易碎的材料,這意味著由 使電池破裂而組成的步驟變得無(wú)效。
在20世紀(jì)90年代時(shí),處理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步發(fā)展到鉛蓄電池必須在其電 解液填充狀態(tài)下處理,即,在沒(méi)有旨在清空電池的電解液的特殊的預(yù)處 理的使用狀態(tài)中。
隨后提出的多個(gè)處理工藝一般包括電池的精細(xì)破碎步驟,篩選破 碎碎片以使直徑小于80毫米的微粒與較大尺寸微粒分離,以及使下列物 質(zhì)彼此分離的步驟
- 氧化鉛、硫酸鉛、酸性物質(zhì);
- 金屬;
- 聚丙烯;以及
- 其^也塑沖+。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種用于處理鉛蓄電池的更簡(jiǎn)單的方法和 設(shè)備,其比現(xiàn)有技術(shù)方法花費(fèi)少。
本發(fā)明的另一目的是提出一種給出良好品質(zhì)處理的方法和設(shè)備,即,分離出的產(chǎn)物具有非常低的雜質(zhì)程度(99.9%純聚丙烯,金屬碎片最少 90%的鉛含量,氧化物和硫酸鹽最多3%的有機(jī)物含量)。
發(fā)明內(nèi)容
出于該目的,本發(fā)明提供了一種處理未破碎的鉛蓄電池的設(shè)備,其 包括
用于石皮石爭(zhēng)所述電池以獲得破碎碎片的破碎機(jī);
裝配在所述破碎機(jī)的下游的分類(lèi)設(shè)備,所述分類(lèi)設(shè)備包括容納螺旋 狀螺釘?shù)馁A存器,所述貯存器的壁包括尺寸介于2和6毫米之間以使粗 碎片與精細(xì)物質(zhì)分開(kāi)的開(kāi)口 。
在本發(fā)明的情況下,"粗碎片"是指其尺寸比貯存器開(kāi)口的尺寸大的碎片。
在本發(fā)明的情況下,"精細(xì)物質(zhì)"是其指尺寸比貯存器開(kāi)口的尺寸小的 碎片。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的優(yōu)選但非限制性的方法如下 貯存器開(kāi)口的尺寸優(yōu)選地介于3和5毫米之間,并且進(jìn)一步優(yōu)選地 為4毫米;
破碎機(jī)被裝配成使所述電池破碎成具有50或小于50毫米尺寸的粗
碎片;
所述設(shè)備還包括裝配成回收來(lái)自第 一分類(lèi)設(shè)備中的精細(xì)物質(zhì)的第二
分類(lèi)設(shè)備;
第二分類(lèi)設(shè)備的貯存器包括尺寸介于0.2和1毫米之間以使金屬碎物 與其他精細(xì)物質(zhì)分離的開(kāi)口 ,并且優(yōu)選地為0.5毫米的數(shù)量級(jí);
所述設(shè)備還包括所述破碎機(jī)下游的刮刀抽出器;
所述設(shè)備還包括裝配在所述刮刀抽出器和所述破碎機(jī)之間的帶狀傳 送器,所述傳送器包括用于清潔所述傳送器帶狀物的至少一個(gè)清潔刮刀;
所述設(shè)備還包括用于收集通過(guò)清潔刮刀從傳送器帶狀物中刮下的碎 片的裝置;
所述設(shè)備還包括裝配在第 一分類(lèi)設(shè)備的下游以收集粗碎片的動(dòng)態(tài)分 離器,所述動(dòng)態(tài)分離器使金屬材料與塑料材料分離;所述設(shè)備還包括裝配在所述動(dòng)態(tài)分離器的下游以回收塑料材料的靜 態(tài)分離器,所述靜態(tài)分離器使聚丙烯的塑料材料與其他塑料材料分離。 本發(fā)明還涉及一種處理未破碎的鉛蓄電池的方法,所述方法包括
利用破碎機(jī)來(lái)獲得破碎碎片的電池的粗破碎步驟;
利用包括容納螺旋狀螺釘?shù)馁A存器的分類(lèi)設(shè)備對(duì)所述破碎碎片分 類(lèi),所述貯存器包括尺寸介于2和6毫米之間以使所述粗碎片與精細(xì)物 質(zhì)分離的開(kāi)口。
本發(fā)明還涉及一種利用前述方法獲得的石皮碎碎片。
本發(fā)明的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將源于下列說(shuō)明,該說(shuō)明僅是示例 性的和非限制性的,并且應(yīng)參照附圖進(jìn)行閱讀,其中 圖1是本發(fā)明的設(shè)備的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖; 圖2例示了根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式。
本發(fā)明的說(shuō)明
現(xiàn)在將參照?qǐng)D1和2對(duì)根據(jù)本發(fā)明的處理未破碎的鉛蓄電池的設(shè)備 方法進(jìn)行描述。
參照?qǐng)D1,本發(fā)明的設(shè)備包括
- 破碎機(jī)10
- 分類(lèi)設(shè)備20
破碎機(jī)10是例如錘式破碎機(jī)。在圖l例示的實(shí)施方式中,破碎機(jī)10 包4舌繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)錘26,電池^皮該《垂碾壓成石皮碎石爭(zhēng)片。
在一個(gè)實(shí)施方式中,破碎機(jī)IO被配置成生產(chǎn)尺寸小于50毫米的破 碎碎片。例如,在實(shí)施方式的一個(gè)變型中,該配置包括在破碎機(jī)的出口 處使用網(wǎng)孔尺寸為50毫米的濾網(wǎng),從而使得僅有尺寸小于50毫米的碎 片可以離開(kāi)破碎機(jī)10。
顯然,所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員知道可以考慮諸如轉(zhuǎn)動(dòng)錘和篩濾柵之間 的距離或者包括錘的破碎機(jī)10的腔的形狀和尺寸的參數(shù),以提高使電池 破碎成小于50毫米尺寸的碎片的性能。在圖l所述的實(shí)施方式中,破碎機(jī)IO適于使機(jī)動(dòng)車(chē)輛電池類(lèi)型的蓄
電池破碎成50毫米或小于50毫米的碎片。^皮碎成經(jīng)測(cè)量成50毫米或小
分類(lèi)設(shè)備20包括容納螺旋狀螺釘22的貯存器21。 貯存器21壁的一個(gè)部分(或整個(gè)表面)由篩濾柵23構(gòu)成。 篩濾柵穿孔可以是例如圓形形狀,并具有4毫米的網(wǎng)孔尺寸(或者
如果開(kāi)口是圓形的,可以是直徑)以根據(jù)尺寸對(duì)來(lái)自破碎機(jī)10中的破碎
碎片分類(lèi)。
作為變型,貯存器壁的開(kāi)口可以是其他形狀(方形、矩形、六邊形等)。
具有螺旋狀螺4丁 (在本領(lǐng)域中還稱(chēng)為"清洗螺4丁 (wash screw)")的 分類(lèi)設(shè)備20使粗碎片與精細(xì)物質(zhì)分離。
在本發(fā)明的情況下,"粗碎片"是指尺寸大于分類(lèi)設(shè)備20的開(kāi)口的網(wǎng) 格尺寸的碎片。
在本發(fā)明的情況下,"精細(xì)物質(zhì)"是指比分類(lèi)設(shè)備20的開(kāi)口的網(wǎng)格尺
寸的尺寸小的液體和-淬物。
粗破碎碎片包括占電池碎片組成大多數(shù)的塑料和金屬材料。 精細(xì)物質(zhì)首先包括氧化鉛和硫酸鉛(Pb02, PbS04),其次包括其尺
寸與分類(lèi)設(shè)備20的開(kāi)口的網(wǎng)格尺寸相同或與其相比較小的金屬材料的碎物。
具有螺旋狀螺釘?shù)姆诸?lèi)設(shè)備20尤其適于流速每小時(shí)20公噸的破碎 碎片的分類(lèi)。其在成本降低的情況下允許對(duì)破碎碎片進(jìn)行品質(zhì)精良的分 類(lèi)。
該設(shè)備還包括第二分類(lèi)設(shè)備30,其配置成收集來(lái)自第一分類(lèi)設(shè)備20 的精細(xì)物質(zhì)。
在圖l例示的例子中,第二分類(lèi)設(shè)備30配置在第一分類(lèi)設(shè)備20下方。
第二分類(lèi)設(shè)備30包括與第一分類(lèi)設(shè)備20相同的構(gòu)件。具體地,第 二分類(lèi)設(shè)備30包括容納螺旋狀螺釘32的貯存器31。
貯存器31的壁的至少 一部分包括具有圓形穿孔的篩濾柵33,該圓形穿孔具有介于0.2和1毫米之間的網(wǎng)格尺寸,并且優(yōu)選地網(wǎng)格尺寸為0.5毫米。
在實(shí)施方式的變型中,篩濾柵33的穿孔是其他形狀(方形、矩形、 六邊形等)。
第二分類(lèi)設(shè)備31用來(lái)將比篩濾柵開(kāi)口的網(wǎng)格尺寸大的碎物與其他精 細(xì)物質(zhì)分離。
比第二分類(lèi)設(shè)備30的開(kāi)口的網(wǎng)格尺寸大的更大尺寸碎物主要由金屬 材灃+組成。
其他精細(xì)物質(zhì)主要由氧化鉛和硫酸鉛(Pb02, PbS04)以及包含在電 池中的酸性物質(zhì)組成。
根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)分類(lèi)設(shè)備的組合使處理的品質(zhì)進(jìn)一步提高。
具體地,其使得比現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備量更大的金屬材料能夠回收。還提 高了第二分類(lèi)設(shè)備30的出口處的氧化鉛的純度。
該設(shè)備還包括動(dòng)態(tài)分離器40和/或靜態(tài)分離器50。
動(dòng)態(tài)分離器40配置在第一分類(lèi)設(shè)備20的下游,以回收來(lái)自第一分 類(lèi)設(shè)備20的粗碎片。
動(dòng)態(tài)分離器40用來(lái)通過(guò)將金屬材料從塑料材料中分離而分類(lèi)粗碎片。
動(dòng)態(tài)分離器40是例如具有螺旋狀螺釘?shù)姆蛛x器。 靜態(tài)分離器50配置在動(dòng)態(tài)分離器40的下游。
靜態(tài)分離器50通過(guò)將聚丙烯的塑料材料從被稱(chēng)為電池破碎廢料 (BCS )的其他不可循環(huán)利用的塑料材料中分離而進(jìn)行塑料材料的分類(lèi)。
靜態(tài)分離器50可以包括填充有水的大桶,其利用重力來(lái)使聚丙烯的 塑料材料和BCS分離。
與BCS不同,聚丙烯的密度有效地低于水的密度,這意味著聚丙烯 的塑料材料上浮而B(niǎo)CS下沉到大桶的底部。這使得聚丙烯塑料材料與 BCS容易分離。
可選地,該設(shè)備可以包括配置在第一分類(lèi)設(shè)備20和動(dòng)態(tài)分離器40 之間的清洗螺釘(未示出)。
該清洗螺釘可以去除依附于塑料和金屬材料的鉛,從而可以獲得非常清潔的塑料和金屬材料,由于低雜質(zhì)含量,它們都易于被循環(huán)利用。
圖1所示的設(shè)備還包括放置待處理的蓄電池的儲(chǔ)料器60和刮刀抽出 器70。
刮刀抽出器70包括刮刀71。每個(gè)刮刀71由矩形金屬片組成。每個(gè) 刮刀71的端部固定至繞兩個(gè)鼓輪73纏繞的循環(huán)鏈條72,兩個(gè)鼓輪73裝 配在才幾架60的端部。
鏈條72和刮刀71凹陷在材料(電池)內(nèi)并將其運(yùn)送到儲(chǔ)料器的平 坦的底部。
刮刀抽出器70允許破碎機(jī)10經(jīng)由傳送器80連續(xù)進(jìn)料并以規(guī)律的流 速進(jìn)行。
傳送器80由例如裝配在兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪82之間的帶狀物81組成。 有利地,傳送器80可以包括使依附于帶狀物81的碎片脫離以清潔
帶狀物81的表面的裝置(未示出)。
在每小時(shí)20公噸的流速時(shí),如果沒(méi)有傳送器80的帶狀物81的清潔
系統(tǒng),這可以導(dǎo)致碎片大量堆積在帶狀物81的表面上。
該碎片脫離裝置可以包括裝配在傳送器80下方并與帶狀物81的表
面連接以通過(guò)刮擦使碎片脫離的刮刀(或矩形片)。
該設(shè)備還可以包括具有螺旋狀螺釘?shù)男辈?未示出)。 在這種情況下,容器裝配在傳送器80的下方以回收分離裝置所去除
的碎片。
螺旋狀螺釘使在朝向入口的斜槽中回收的碎片能夠傳送到破碎機(jī)10 (或者根據(jù)設(shè)備的實(shí)施方式傳送到破碎機(jī)10的出口 )。 上述i殳備的運(yùn)行原理如下 將廢電池放置在儲(chǔ)料器60中。
裝配在儲(chǔ)料器60底部的刮刀抽出器70傳動(dòng)廢電池,使得以每小時(shí)
20公噸的規(guī)律速率進(jìn)入傳送器80。
傳送器80把廢電池傳送到裝配在傳送器80端部的破碎機(jī)10。
刮刀將依附于傳送器80的帶狀物81的表面的碎片脫離。
通過(guò)刮擦脫離的碎片落入斜槽中,并被朝向入口的螺旋形螺釘傳動(dòng)
到破碎機(jī)10。因此限制了材料損耗。破碎機(jī)IO使電池石皮石爭(zhēng)以獲得具有0到50毫米尺寸的碎片。 在破碎機(jī)IO的出口處獲得的碎片被導(dǎo)入到根據(jù)尺寸而對(duì)碎片分類(lèi)的
第一分類(lèi)設(shè)備20中。
尺寸比第一分類(lèi)設(shè)備20的開(kāi)口的網(wǎng)格尺寸(在圖l所示的實(shí)施方式
中為4毫米)小的精細(xì)物質(zhì)與尺寸比第 一分類(lèi)設(shè)備20的開(kāi)口的網(wǎng)格尺寸 (在圖1所示的例子中大于4毫米)大的粗碎片分離。
精細(xì)物質(zhì)被收集在根據(jù)尺寸對(duì)精細(xì)物質(zhì)分類(lèi)的第二分類(lèi)設(shè)備30中。 尺寸比第二分類(lèi)設(shè)備30的開(kāi)口的網(wǎng)格尺寸(在圖1的例子中位0.5
毫米)大的碎物與尺寸比第二分類(lèi)設(shè)備30的開(kāi)口的網(wǎng)格尺寸小或與之相
同的其他物質(zhì)分離。
尺寸比第二分類(lèi)設(shè)備30的開(kāi)口的網(wǎng)格尺寸大的碎物由金屬材料組成。
其他精細(xì)物質(zhì)由包含在電池中的氧化鉛和硫酸鉛(Pb02, PbS04)組 成。本發(fā)明的設(shè)備的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其允許以用泵抽吸形式(即,流體、半 流體或糊狀)回收氧化物或酸性物質(zhì)。接著利用所述領(lǐng)域技術(shù)人員已知 的脫水工藝處理這些氧化物和酸性物質(zhì)。
粗碎片被收集在動(dòng)態(tài)分離器40中。動(dòng)態(tài)分離器40分離每個(gè)組成成 分材料中的碎片。具體地,將塑料材料與金屬材料分離。
接著,塑料材料容納在靜態(tài)分離器50中,這使得聚丙烯塑料材料和 其他不可循環(huán)利用的BCS塑料材料能夠分離。
以下參照?qǐng)D2中所示的方法對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。 以每小時(shí)20公p屯電池的流速對(duì)設(shè)備供以電池(步驟100 )。 該方法包括利用破碎機(jī)10來(lái)獲得破碎碎片的電池破碎步驟200。 在電池破碎步驟200之后,該方法包括利用裝配在破碎機(jī)10的下游 的第一分類(lèi)設(shè)備20的破碎碎片的第一分類(lèi)步驟300。 第 一分類(lèi)步驟300使粗碎片與精細(xì)碎片分離。
精細(xì)碎片代表大約62%的電池。因此,對(duì)于20公噸的處理電池,精 細(xì)物質(zhì)的量在12.4公噸的數(shù)量級(jí)內(nèi),并且粗碎片的量是5.6公噸。
在該方法的另一步驟400過(guò)程中,根據(jù)尺寸對(duì)精細(xì)物質(zhì)分類(lèi);通過(guò) 第二分類(lèi)設(shè)備30將尺寸大于0.5毫米的碎物與其他精細(xì)物質(zhì)分離。尺寸大于第二分類(lèi)設(shè)備30的開(kāi)口的網(wǎng)格尺寸的這些碎物代表大約
2.5%的電池重量。因此,對(duì)于20公噸的處理電池,尺寸在0.5和4毫米 之間(介于第一分類(lèi)設(shè)備20和第二分類(lèi)設(shè)備30的開(kāi)口的網(wǎng)格尺寸之間) 的金屬材料的量為0.5公噸。
在該方法的另一步驟500期間,通過(guò)動(dòng)態(tài)分離器40使粗碎片(其代 表30%的電池重量)根據(jù)其組成材料分離塑料材料與金屬材料分離。
金屬材料代表20%的電池重量。因此,對(duì)于20公噸的處理電池,尺 寸大于4毫米的金屬材料的量是4公噸。
讀者應(yīng)該意識(shí)上述兩個(gè)步驟400、 500可以依次地或者并行地進(jìn)行以 增加處理速度。
在該方法的另一步驟600過(guò)程中,按照組成塑料的類(lèi)型分離塑料材 料將聚丙烯中的塑料材料與其他BCS塑料材料分離。
聚丙烯中的塑料材料代表大約4%的處理電池的重量。因此,在靜態(tài) 分離步驟的出口處每20公噸的處理電池可以獲得0.8公噸量的聚丙烯塑 料材料。
參考
100 填充有電解液的廢電池的提取和傳送。
200 利用破碎坤幾以獲得粗破碎碎片的電池的粗破碎。
300 利用裝配在破碎機(jī)的下游的第 一 分類(lèi)設(shè)備的破碎碎片的第 一 分類(lèi)步驟。
400 對(duì)應(yīng)于利用裝配在第一分類(lèi)設(shè)備的下游的第二分類(lèi)設(shè)備的精細(xì)物
質(zhì)的分類(lèi)的第二分類(lèi)步驟。
500 根據(jù)尺寸的粗碎片的動(dòng)態(tài)分類(lèi)。
600 塑料材料的靜態(tài)分離。
權(quán)利要求
1.一種處理未破碎的鉛蓄電池的設(shè)備,包括用于破碎所述電池以獲得破碎碎片的破碎機(jī)(10);裝配在所述破碎機(jī)(10)的下游的分類(lèi)設(shè)備(20),所述分類(lèi)設(shè)備(20)包括容納螺旋狀螺釘(22)的貯存器(21),所述貯存器(21)的壁包括尺寸介于2和6毫米之間以使粗碎片與精細(xì)物質(zhì)分開(kāi)的開(kāi)口(23)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備,其特征在于,所述貯存器開(kāi)口的尺寸優(yōu)選地介于3和5毫米之間,且進(jìn)一步優(yōu)選地為4毫米。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的設(shè)備,其特征在于,所述破碎機(jī)(10)被裝配成使所述電池破碎成尺寸為50毫米或尺寸小于50毫米的粗碎片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的設(shè)備,其特征在于,所述設(shè)備還包括裝配成回收來(lái)自所述第一分類(lèi)設(shè)備(20)中的精細(xì)物質(zhì)的第二分類(lèi)設(shè)備(30)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備,其特征在于,所述第二分類(lèi)設(shè)備(30 )的貯存器(31)包括尺寸介于0.2和1毫米之間的開(kāi)口 (33),并且優(yōu)選地為0.5毫米的數(shù)量級(jí)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備,其特征在于,所述設(shè)備還包括所述破碎機(jī)(10)下游的刮刀抽出器(70)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備,其特征在于,所述設(shè)備還包括裝配在所述刮刀抽出器(70)和所述破碎機(jī)(10)之間的帶狀傳送器(80),所述傳送器(80)包括用于清潔所述傳送器(80)的帶狀物(81)的至少一個(gè)帶狀物清潔刮刀。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備,其特征在于,所述設(shè)備還包括用于 回收通過(guò)清潔刮刀從傳送器(80)的帶狀物(81)刮下的碎片的裝置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備,其特征在于,所述設(shè) 備還包括裝配在第一分類(lèi)設(shè)備(20)的下游以收集粗碎片的動(dòng)態(tài)分離器(40),所述動(dòng)態(tài)分離器(40)使金屬材料與塑料材料分離。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備,其特征在于,所述設(shè)備還包括裝配 在所述動(dòng)態(tài)分離器(40)的下游以回收塑料材料的靜態(tài)分離器(50),所 述靜態(tài)分離器(50)使聚丙烯塑料材料與其他塑料材料分離。
11. 一種處理未破碎的鉛蓄電池的方法,其特征在于,所述方法包括 利用破碎機(jī)獲得破碎碎片的電池的粗破碎(200 );利用包括容納螺旋狀螺釘?shù)馁A存器的分類(lèi)設(shè)備對(duì)所述破碎碎片分類(lèi) (300),所述貯存器包括尺寸介于2和6毫米之間以使所述粗碎片與精 細(xì)物質(zhì)分離的開(kāi)口 。
12. —種利用根據(jù)權(quán)利11所述的方法獲得的破碎碎片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于處理未破碎的鉛蓄電池的設(shè)備,包括以下裝置用于破碎蓄電池以獲得破碎碎片的破碎機(jī);設(shè)置在所述破碎機(jī)(10)的下游的分類(lèi)設(shè)備,所述分類(lèi)設(shè)備包括容納螺旋狀螺釘?shù)拇笸埃龃笸暗谋诎?mm數(shù)量級(jí)的開(kāi)口,以使尺寸比4mm大的粗碎片與尺寸小于或等于4mm的精細(xì)物質(zhì)分離。本發(fā)明還涉及一種與所述設(shè)備有關(guān)聯(lián)的實(shí)施方法。
文檔編號(hào)H01M10/54GK101606274SQ200780047761
公開(kāi)日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
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