針對鋰電池磷酸鐵鋰極片的資源化處理需求,以溫縣綠捷環(huán)保機(jī)械有限公司研發(fā)的1500kg/h處理系統(tǒng)為研究對象,詳細(xì)闡述了其工藝原理、設(shè)備構(gòu)成、關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)及環(huán)保措施。該系統(tǒng)通過高溫?zé)峤、多級破碎篩分及催化燃燒等工藝,實(shí)現(xiàn)極片中金屬鋁與磷酸鐵鋰粉末的高效分離回收,同時(shí)滿足嚴(yán)格的廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)。研究結(jié)果表明,該系統(tǒng)具有高效節(jié)能、自動(dòng)化程度高、環(huán)保達(dá)標(biāo)等優(yōu)勢,為鋰電池回收行業(yè)提供了可行的技術(shù)解決方案。
隨著新能源汽車及儲能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,鋰電池的退役量逐年增加,其資源化回收成為環(huán)保與資源循環(huán)利用的重要課題。磷酸鐵鋰電池因安全性高、循環(huán)壽命長等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用,但其極片中的鋁箔與活性材料(磷酸鐵鋰)的分離回收技術(shù)仍面臨挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)處理方法存在能耗高、污染大等問題。本文基于溫縣綠捷環(huán)保機(jī)械有限公司開發(fā)的1500kg/h鋰電池磷酸鐵鋰極片處理系統(tǒng),探討其技術(shù)路徑及實(shí)際應(yīng)用效果。
2. 系統(tǒng)工藝原理與設(shè)備構(gòu)成
2.1 工藝流程圖(簡述主要流程節(jié)點(diǎn):撕碎→熱解→冷卻→破碎篩分→環(huán)保處理)
2.2 核心設(shè)備與技術(shù)
電磁加熱熱解爐:
工作原理:利用高頻電磁感應(yīng)產(chǎn)生渦流效應(yīng),間接加熱物料至高溫(>500℃),使PVDF粘接劑揮發(fā)為有機(jī)氣體,實(shí)現(xiàn)極片脫膠。
優(yōu)勢:高效節(jié)能(能耗降低30%-50%)、升溫迅速、溫度控制精度±1℃、無明火安全性高。
冷卻爐:
采用水冷/風(fēng)冷組合系統(tǒng),快速降溫至安全溫度,防止物料熱應(yīng)力損傷,確保產(chǎn)物純度。
破碎篩分:
設(shè)備組合:撕碎機(jī)→立式破碎機(jī)→滾筒篩分機(jī)→直線搖擺篩。
關(guān)鍵參數(shù):產(chǎn)能1500kg/h,鐵鋰粉回收率≥98%,鋁箔品位≥97%。
環(huán)保處理系統(tǒng):
工藝流程:旋風(fēng)卸料機(jī)→二燃室→急冷塔→噴淋塔(堿液+水洗)→催化燃燒設(shè)備→煙囪排放。
污染物控制:VOCs≤50mg/m³、顆粒物≤10mg/m³、二噁英≤0.1ng TEQ/m³等,符合豫環(huán)攻堅(jiān)辦[2017]162號等標(biāo)準(zhǔn)。
3. 關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)與性能分析
3.1 產(chǎn)能與回收率
處理能力:1500kg/h(連續(xù)運(yùn)行)
鐵鋰粉回收率:≥98%(含環(huán)保設(shè)備收塵回收)
雜質(zhì)控制:鐵鋰粉含鋁≤0.03%-0.05%,鋁箔含鐵鋰粉≤1%
3.2 能耗
裝機(jī)功率:750kW(電磁加熱系統(tǒng))/ 800kW(電加熱系統(tǒng))
4. 系統(tǒng)優(yōu)勢與創(chuàng)新點(diǎn)
4.1 高效節(jié)能技術(shù)
電磁加熱替代傳統(tǒng)電阻加熱,熱效率提升至90%以上。
4.2 多級分離工藝
通過粗篩分(70%黑粉含鋁300ppm)+細(xì)篩分(30%黑粉進(jìn)一步提純)實(shí)現(xiàn)分級回收。
4.3 全流程環(huán)?刂
催化燃燒設(shè)備確保VOCs等有機(jī)物徹底分解,廢氣達(dá)標(biāo)排放。
4.4 自動(dòng)化與安全性
控制模式:自動(dòng)/手動(dòng)/急停/檢修,連鎖保護(hù)(如主引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)聯(lián)鎖)。
防爆設(shè)計(jì):破碎電機(jī)ExdⅡBT4等級,氮?dú)獗Wo(hù)系統(tǒng)。
5. 應(yīng)用案例與經(jīng)濟(jì)效益
實(shí)際案例:某鋰電回收企業(yè)應(yīng)用該系統(tǒng)后,年處理量達(dá)5000噸,回收鐵鋰粉純度≥99.95%,鋁箔直接回用,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
成本分析:單噸處理能耗降低20%,回收材料附加值提升30%。
溫縣綠捷環(huán)保機(jī)械有限公司的1500kg/h鋰電池磷酸鐵鋰極片處理系統(tǒng)通過集成電磁熱解、多級篩分與高效環(huán)保技術(shù),實(shí)現(xiàn)了資源回收與污染控制的雙重目標(biāo)。其技術(shù)優(yōu)勢在于節(jié)能降耗、自動(dòng)化程度高及排放達(dá)標(biāo),為鋰電池回收行業(yè)提供了高效、可持續(xù)的解決方案,具有推廣應(yīng)用價(jià)值。