一、工藝流程及核心技術
1. 預處理與熱解破碎 :廢舊三元鋰電池經放電處理后,通過破碎熱解系統(tǒng)完成外殼破裂與有機電解液脫除,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)——氣流分級技術 ;混合物料進入氣流剝離機,通過高速旋轉葉輪產生的摩擦力和剪切力實現極粉與銅鋁箔的物理剝離。工藝參數優(yōu)化要點: 葉輪轉速:1200-1800 rpm ,氣流速度:8-12 m/s
,分級精度:98%以上極粉(粒徑<0.1mm)被分離 ,極粉回收率達96%-98%,純度達96%-98%,有效減少后續(xù)金屬分選負荷。
3. 銅鋁金屬粗破與外殼分選 ; 脫粉后的銅鋁箔與外殼進入錘式破碎機(篩網孔徑3mm),通過差異化破碎實現: 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 ;
振動篩(篩分效率≥95%)將球形外殼(粒徑>5mm)篩出,銅鋁碎片進入精細處理環(huán)節(jié)。
4. 金屬精細研磨與比重分選 ;銅鋁碎片經立式研磨機處理(出料粒徑0.2-1mm),進一步脫除包裹的殘余極粉,同時通過內置篩網二次去除未破碎外殼。最終物料進入比重分選機,利用銅(8.96 g/cm3)與鋁(2.7 g/cm3)的密度差異實現分選,分選精度可達: 銅回收率:98% ; 鋁回收率:98% ;金屬純度:98% 。
二、技術優(yōu)勢分析
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;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. 經濟性優(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%)可直接進入冶煉環(huán)節(jié) 。
三、應用前景與挑戰(zhàn)
該工藝已在國內某大型電池回收企業(yè)完成中試,處理能力達2噸/小時。實際運行數據顯示: 每噸廢電池可回收銅箔120-150kg、鋁箔80-100kg ;極粉(含鎳鈷錳)回收價值達8000元/噸
未來研究方向包括:
1. 開發(fā)智能化分選設備,提升粒徑控制精度 ;2. 研究極粉與金屬的界面結合機制以優(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 。
鋰電池破碎分選設備銅鋁分離工藝通過多級破碎-摩擦剝離-比重分選技術體系,實現了廢舊鋰電池中金屬與活性物質的高效回收。其核心創(chuàng)新在于: 氣流分級與錘式破碎的協(xié)同作用突破傳統(tǒng)分選瓶頸 ; 干法工藝實現環(huán)境效益與經濟效益的雙重提升;該技術為動力電池回收行業(yè)提供了可規(guī);茝V的解決方案,助力“雙碳”目標下的資源循環(huán)體系建設。