廢舊磷酸鐵鋰電池回收處理設(shè)備破碎分選工藝是實現(xiàn)其資源化回收的核心環(huán)節(jié),通過物理與化學(xué)方法相結(jié)合,高效分離電池中的有價金屬和材料。以下是該工藝的詳細(xì)步驟及技術(shù)要點(diǎn):
廢舊磷酸鐵鋰電池回收處理設(shè)備破碎分選工藝流程:
1. 氮?dú)夥忾]破碎(安全預(yù)處理)
- 目的:在惰性氣體(氮?dú)猓┉h(huán)境下破碎電池,防止電解液揮發(fā)、短路起火或爆炸。
- 技術(shù):采用雙軸撕碎機(jī)或剪切式破碎機(jī),將電池破碎至30-40mm顆粒,充入氮?dú)飧艚^氧氣(氧含量控制在2%以下),確保安全。
- 效果:初步解體電池結(jié)構(gòu),分離外殼、電極片及隔膜,為后續(xù)分選提供基礎(chǔ)物料。
2. 干燥處理(去除電解液與水分)
- 目的:去除破碎后物料中的殘留電解液和水分,防止后續(xù)處理中化學(xué)反應(yīng)或團(tuán)聚。
- 技術(shù):采用高溫氮?dú)獗Wo(hù)氣流烘干系統(tǒng)(如熱風(fēng)對流干燥,溫度105-110℃)或真空干燥技術(shù),快速蒸發(fā)水分。
- 效果:物料松散,提升分選效率,避免熱解過程中因水分導(dǎo)致的二次污染。
3. 多級分選(物理分離核心環(huán)節(jié))
- 磁選分離:通過強(qiáng)磁選機(jī)分離鐵磁性物質(zhì)(如鋼殼碎片),弱磁選機(jī)回收含鐵成分的正極材料。
- 風(fēng)選/氣流分選:利用密度差異分離輕組分(隔膜、塑料)與重組分(銅箔、鋁箔、正極粉),離心氣流篩分技術(shù)防堵防團(tuán)聚,效率達(dá)98%。
- 精準(zhǔn)分離銅鋁箔等金屬,分選精度可達(dá)99%。
4. 分解剝離(極粉與集流體分離)
- 熱解剝離:在500-600℃惰性氣氛下熱解電極片,使PVDF等有機(jī)粘結(jié)劑分解為CO₂、H₂O,極粉自然脫落。
- 機(jī)械剝離:采用摩擦剝離機(jī)或干法剝離技術(shù),通過振動與摩擦在不破壞銅鋁箔的前提下分離極粉,剝離率≥98%。
- 效果:實現(xiàn)銅鋁箔與磷酸鐵鋰粉末的高效分離,減少金屬雜質(zhì)殘留。
5. 篩分分級(優(yōu)化純度)
- 振動篩分:按粒徑(如20目、40目)分離不同尺寸的極粉、金屬顆粒與雜質(zhì)。
- 目的:粗粉進(jìn)一步處理,細(xì)粉直接用于再生材料,確保后續(xù)回收純度。
6. 熱解處理(深度資源轉(zhuǎn)化)
- 工藝參數(shù):溫度400-600℃,時間1-2小時,氮?dú)獗Wo(hù),設(shè)備為旋轉(zhuǎn)式熱解爐。
- 作用:
- 徹底分解殘留電解液、粘結(jié)劑及隔膜,轉(zhuǎn)化為無害氣體(經(jīng)尾氣處理)。
- 促進(jìn)極粉與集流體完全分離,提升回收率。
- 尾氣處理:熱解廢氣經(jīng)“二次燃燒+急冷+水洗+堿洗”工藝,有機(jī)廢氣氧化率達(dá)99%,HF等酸性氣體脫除率≥85%,實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。
工藝優(yōu)勢與資源再生成果:
1. 資源回收率:
- 極粉回收率達(dá)98%(磷酸鐵鋰純度≥98%)。
- 銅箔、鋁箔回收率≥98%,純度99%。
- 外殼及樁頭回收率98%。
2. 環(huán)保效益:
- 全流程負(fù)壓密封,粉塵逸散率<0.1%。
- 廢氣近零污染排放,符合歐盟排放標(biāo)準(zhǔn)。
3. 經(jīng)濟(jì)性:降低對原生鋰、鐵資源的依賴,再生材料可直接用于新電池生產(chǎn),降低產(chǎn)業(yè)鏈成本。
技術(shù)迭代方向:
- 智能化升級:引入AI分選精度提升至99.5%以上。
- 閉環(huán)回收:開發(fā)固態(tài)電池回收技術(shù),適配未來電池迭代需求。
- 能源回收:熱解過程產(chǎn)生的熱能用于系統(tǒng)自供,降低能耗。
通過該工藝,廢舊磷酸鐵鋰電池實現(xiàn)了從“廢棄物”到“資源寶藏”的轉(zhuǎn)化,既解決了環(huán)境污染風(fēng)險,又構(gòu)建了新能源產(chǎn)業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系,支撐綠色可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。