1.本發(fā)明屬于電池回收處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

2.伴隨我國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)的爆發(fā)式增長(zhǎng)，作為新能源汽車(chē)心臟的動(dòng)力電池用量也是水漲船高。新能源電池的使用壽命一般為5-8年，第一批動(dòng)力電池回收市場(chǎng)在2018年左右開(kāi)始爆發(fā)，回收市場(chǎng)規(guī)模達(dá)50億元，2020年達(dá)到107億元左右(其中梯級(jí)利用市場(chǎng)規(guī)模約64億元，再生利用市場(chǎng)規(guī)模約43億元)。中汽協(xié)預(yù)測(cè)：2030年電池回收市場(chǎng)可達(dá)千億元規(guī)模。

3.廢舊電池中含有一定量的鎳、鈷、錳、鋰等有價(jià)金屬，對(duì)其進(jìn)行合理的回收利用不僅可以避免造成環(huán)境污染，還可以減少我國(guó)鎳、鈷等戰(zhàn)略資源的對(duì)外依存度，解決電池制造的原材料來(lái)源問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.本發(fā)明是基于發(fā)明人對(duì)以下事實(shí)和問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)做出的：

5.目前國(guó)內(nèi)規(guī)?；幚黼姵睾诜壑饕捎煤蠖颂徜嚰夹g(shù)，即使用硫酸及雙氧水將廢舊電池黑粉中的鎳鈷錳鋰等一并溶解，經(jīng)化學(xué)除雜、萃取分離得到萃余液，經(jīng)mvr濃縮蒸發(fā)除硫酸鈉后添加碳酸鈉回收碳酸鋰。但是該工藝流程長(zhǎng)，酸堿消耗和能源消耗大，且鋰屬于原子半徑最小最活潑金屬元素，每次液固、液液分離均會(huì)有鋰夾帶，造成鋰收率低，傳統(tǒng)方法回收鋰收率僅為60-70％，且得到碳酸鋰純度較低。

6.雖然一些高校、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)進(jìn)行了優(yōu)先提鋰方面的研究，但是尚處于實(shí)驗(yàn)階段，均未提及采用何種設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)先提鋰的工藝。

7.優(yōu)先提鋰工藝一直沒(méi)有實(shí)際產(chǎn)業(yè)化落地的項(xiàng)目，優(yōu)先提鋰的產(chǎn)業(yè)化仍屬于空白領(lǐng)域，采用何種裝置及方法實(shí)現(xiàn)提鋰需要持續(xù)研發(fā)。

8.本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的實(shí)施例提出一種廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的系統(tǒng)，該系統(tǒng)有效解決了傳統(tǒng)電池回收工藝流程長(zhǎng)、輔料消耗量大、成本高及鋰收率低等問(wèn)題，鋰的收率可以達(dá)到90％以上，且具有自動(dòng)化程度高、流程短、操作簡(jiǎn)便和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。

9.本發(fā)明實(shí)施例的廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

10.預(yù)處理單元：具有黑粉進(jìn)口和預(yù)處理物料出口，所述預(yù)處理單元用于對(duì)廢舊鋰離子電池黑粉進(jìn)行活化處理，得到預(yù)處理物料；

11.煅燒單元：具有預(yù)處理物料進(jìn)口和焙燒物料出口，所述預(yù)處理物料進(jìn)口與所述預(yù)處理單元的預(yù)處理物料出口相連，用于將預(yù)處理物料進(jìn)行還原煅燒，得到焙燒物料；

12.破碎單元：具有焙燒物料進(jìn)口和細(xì)磨焙燒料出口，所述焙燒物料進(jìn)口與所述煅燒單元的焙燒物料出口相連，用于將焙燒物料進(jìn)行破碎粉磨，得到細(xì)磨焙燒料；

13.提鋰單元：與所述破碎單元的細(xì)磨焙燒料出口，包括依次相連的提鋰槽、提鋰壓濾

機(jī)、沉鋰槽、沉鋰壓濾機(jī)和沉鋰后液槽，用于提鋰制備含鋰產(chǎn)品。

14.本發(fā)明實(shí)施例的廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的系統(tǒng)帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果，1、本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)，煅燒單元將預(yù)處理物料中的鋰進(jìn)行還原煅燒得到氧化鋰，在提鋰單元將氧化鋰變成碳酸氫鋰溶液，而鎳鈷錳及其他雜質(zhì)仍舊以固體的形式存在于物料中，從而將鋰與鎳鈷錳及其他雜質(zhì)分離開(kāi)，并將得到的氫氧化鋰溶液進(jìn)行沉鋰得到鋰產(chǎn)品；2、本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)，具有自動(dòng)化程度高、流程短、操作簡(jiǎn)單、環(huán)境友好的特點(diǎn)，且能夠有效實(shí)現(xiàn)從電池黑粉中優(yōu)先提鋰，獲得含鋰產(chǎn)品；3、本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)電池回收工藝流程長(zhǎng)、輔料消耗大、成本高以及鋰收率低等問(wèn)題，鋰的收率可以達(dá)到90％以上，得到的含鋰產(chǎn)品純度高，能夠達(dá)到工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的要求。

15.在一些實(shí)施例中，所述預(yù)處理單元包括依次相連的漿化單元、活化單元和固液分離單元；

16.所述漿化單元包括依次相連的黑粉料倉(cāng)和黑粉調(diào)漿槽；

17.所述活化單元包括依次相連的濕磨機(jī)和濕磨漿料槽，所述濕磨機(jī)通過(guò)黑粉漿料輸送泵與所述黑粉調(diào)漿槽相連；

18.所述固液分離單元包括濕磨壓濾機(jī)和濕磨濾液槽，所述濕磨壓濾機(jī)通過(guò)濕磨漿料輸送泵與所述濕磨漿料槽相連。

19.在一些實(shí)施例中，所述濕磨機(jī)選自行星式球磨機(jī)、臥式濕法球磨機(jī)、錘式破碎機(jī)和立軸式破碎機(jī)中的至少一種。

20.在一些實(shí)施例中，所述煅燒單元包括依次相連的還原煅燒窯和焙燒料倉(cāng)，所述還原煅燒窯通過(guò)濕磨料渣皮帶傳輸機(jī)與所述濕磨壓濾機(jī)相連。

21.在一些實(shí)施例中，所述還原煅燒窯選自回轉(zhuǎn)窯和隧道窯中的任意一種。

22.在一些實(shí)施例中，所述破碎單元包括依次相連的破碎設(shè)備和細(xì)磨焙燒料倉(cāng)；優(yōu)選地，所述破碎設(shè)備選自鄂式破碎機(jī)、錕式破碎機(jī)和球磨機(jī)中的至少一種。

23.在一些實(shí)施例中，所述沉鋰后液槽具有沉鋰后液出口，所述提鋰槽具有沉鋰后液進(jìn)口，所述沉鋰后液槽的沉鋰后液出口通過(guò)沉鋰后液輸送泵與所述提鋰槽的沉鋰后液進(jìn)口相連。

24.本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的方法，包括以下步驟：

25.(1)將電池黑粉進(jìn)行活化處理，得到預(yù)處理物料；

26.(2)將所述步驟(1)得到的預(yù)處理物料進(jìn)行還原煅燒，得到焙燒物料；

27.(3)將所述步驟(2)得到的焙燒物料進(jìn)行破碎粉磨，得到細(xì)磨焙燒料；

28.(4)將所述步驟(3)得到的細(xì)磨焙燒料進(jìn)行提鋰處理，得到含鋰產(chǎn)品。

29.本發(fā)明實(shí)施例的廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的方法帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果，本發(fā)明實(shí)施例的方法，可以有效解決傳統(tǒng)電池會(huì)回收工藝流程長(zhǎng)、輔料消耗量大、成本高和鋰收率低等為題，且制備得到的含鋰產(chǎn)品純度高。

30.在一些實(shí)施例中，所述步驟(1)中，所述活化處理包括：先在黑粉中加入堿液，再加入水進(jìn)行漿化處理，然后固液分離得到預(yù)處理物料；優(yōu)選地，所述堿液為濃度為2～5mol/l的氫氧化鈉溶液；所述水的用量以將固液體積比調(diào)整至1:3～5為準(zhǔn)。

31.在一些實(shí)施例中，所述步驟(2)中，所述還原煅燒的溫度為600～700℃，煅燒時(shí)間

為1～3h。

附圖說(shuō)明

32.圖1是本發(fā)明實(shí)施例的廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的系統(tǒng)示意圖；

33.圖2是本發(fā)明實(shí)施例的廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰方法的工藝流程圖；

34.附圖標(biāo)記：1-黑粉料倉(cāng)、2-黑粉調(diào)漿槽、3-黑粉漿料輸送泵、4-濕磨機(jī)、5-濕磨漿料槽、6-濕磨漿料輸送泵、7-濕磨壓濾機(jī)、8-濕磨渣料皮帶傳輸機(jī)、9-還原煅燒窯、10-焙燒塊料皮帶輸送機(jī)、11-焙燒料倉(cāng)、12-破碎設(shè)備、13-細(xì)磨焙燒料倉(cāng)、14-提鋰槽、15-提鋰壓濾泵、16-提鋰壓濾機(jī)、17-沉鋰槽、18-含鋰漿料輸送泵、19-沉鋰壓濾機(jī)、20-沉鋰后液槽、21-沉鋰后液輸送泵、22-濕磨濾液槽、23-濕磨濾液輸送泵。

具體實(shí)施方式

35.下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

36.本發(fā)明實(shí)施例的廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的系統(tǒng)，包括：

37.預(yù)處理單元：具有黑粉進(jìn)口和預(yù)處理物料出口，所述預(yù)處理單元用于對(duì)廢舊鋰離子電池黑粉進(jìn)行活化處理，得到預(yù)處理物料；

38.煅燒單元：具有預(yù)處理物料進(jìn)口和焙燒物料出口，所述預(yù)處理物料進(jìn)口與所述預(yù)處理單元的預(yù)處理物料出口相連，用于將預(yù)處理物料進(jìn)行還原煅燒，得到焙燒物料；

39.破碎單元：具有焙燒物料進(jìn)口和細(xì)磨焙燒料出口，所述焙燒物料進(jìn)口與所述煅燒單元的焙燒物料出口相連，用于將焙燒物料進(jìn)行破碎粉磨，得到細(xì)磨焙燒料；

40.提鋰單元：與所述破碎單元的細(xì)磨焙燒料出口，包括依次相連的提鋰槽、提鋰壓濾機(jī)、沉鋰槽、沉鋰壓濾機(jī)和沉鋰后液槽，用于提鋰制備含鋰產(chǎn)品。

41.本發(fā)明實(shí)施例的廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的系統(tǒng)，具有自動(dòng)化程度高、流程短、操作簡(jiǎn)單、環(huán)境友好的特點(diǎn)，且能夠有效實(shí)現(xiàn)從電池黑粉中優(yōu)先提鋰，獲得含鋰產(chǎn)品；解決了傳統(tǒng)電池回收工藝流程長(zhǎng)、輔料消耗大、成本高以及鋰收率低等問(wèn)題，鋰的收率可以達(dá)到90％以上，得到的含鋰產(chǎn)品純度高，能夠達(dá)到工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的要求。

42.如圖1所示，在一些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述預(yù)處理單元包括依次相連的漿化單元、活化單元和固液分離單元；

43.所述漿化單元包括依次相連的黑粉料倉(cāng)1和黑粉調(diào)漿槽2；

44.所述活化單元包括依次相連的濕磨機(jī)4和濕磨漿料槽5，所述濕磨機(jī)4通過(guò)黑粉漿料輸送泵3與所述黑粉調(diào)漿槽2相連；

45.所述固液分離單元包括濕磨壓濾機(jī)7和濕磨濾液槽22，所述濕磨壓濾機(jī)7通過(guò)濕磨漿料輸送泵6與所述濕磨漿料槽5相連。

46.進(jìn)一步優(yōu)選地，所述黑粉料倉(cāng)1具有黑粉出口，所述黑粉調(diào)漿槽2具有黑粉進(jìn)口、黑粉漿料出口、攪拌裝置和進(jìn)液閥門(mén)；所述黑粉料倉(cāng)1的黑粉出口與黑粉調(diào)漿槽2的黑粉進(jìn)口相連；

47.所述濕磨機(jī)4具有漿料進(jìn)口和漿料出口，所述黑粉調(diào)漿槽2的黑粉漿料出口通過(guò)黑粉漿料輸送泵3與濕磨機(jī)4的漿料進(jìn)口相連；所述濕磨漿料槽5具有漿料進(jìn)口、攪拌裝置和漿

料出口，所述濕磨漿料槽5的漿料進(jìn)口與濕磨機(jī)4的漿料出口相連；

48.所述濕磨壓濾機(jī)7具有漿料進(jìn)口、濾液出口和料渣出口，所述濕磨壓濾機(jī)7的漿料進(jìn)口通過(guò)濕磨漿料輸送泵6與所述濕磨漿料槽5的漿料出口相連；所述濕磨濾液槽22具有濾液進(jìn)口和濾液出口，所述濕磨濾液槽22的濾液進(jìn)口與濕磨壓濾機(jī)7的濾液出口相連。

49.再優(yōu)選地，所述濕磨機(jī)選自行星式球磨機(jī)、臥式濕法球磨機(jī)、錘式破碎機(jī)和立軸式破碎機(jī)中的至少一種。

50.更優(yōu)選地，所述黑粉調(diào)漿槽2具有液體進(jìn)口，所述濕磨濾液槽22的濾液出口通過(guò)濕磨濾液輸送泵23與黑粉調(diào)漿槽2的液體進(jìn)口相連。

51.本發(fā)明實(shí)施例中，將經(jīng)過(guò)固液分離得到的濕磨濾液重新加入黑粉調(diào)漿槽中用于調(diào)漿，不僅能減少水資源的使用，而且還可以使濾液中少量的金屬重新返回至處理系統(tǒng)中，提高鋰的回收率。

52.在一些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述煅燒單元包括依次相連的還原煅燒窯9和焙燒料倉(cāng)11，所述還原煅燒窯9通過(guò)濕磨料渣皮帶傳輸機(jī)8與所述濕磨壓濾機(jī)7相連。

53.進(jìn)一步優(yōu)選地，所述還原煅燒窯9具有料渣進(jìn)口和焙燒物料出口，所述還原煅燒窯9的料渣進(jìn)口通過(guò)濕磨料渣皮帶傳輸機(jī)8與所述濕磨壓濾機(jī)7的料渣出口相連；所述焙燒料倉(cāng)11具有焙燒物料進(jìn)口和焙燒物料出口，所述焙燒料倉(cāng)11的焙燒物料進(jìn)口通過(guò)焙燒塊料皮帶輸送機(jī)10與還原煅燒窯9的焙燒物料出口相連。

54.再優(yōu)選地，所述還原煅燒窯9上還具有氣體進(jìn)口和氣體出口，用于向還原煅燒窯9中通入惰性氣體或還原性氣體；例如可以是氮?dú)?、氫氣等?br>
55.更優(yōu)選的，所述還原煅燒窯9選自回轉(zhuǎn)窯和隧道窯中的任意一種，所述還原煅燒窯9包括還原煅燒段、冷卻段，物料經(jīng)所述還原煅燒窯9的冷卻段后溫度可以降到100℃以下，可以保證物料連續(xù)進(jìn)出。

56.在一些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述破碎單元包括依次相連的破碎設(shè)備12和細(xì)磨焙燒料倉(cāng)13；所述破碎設(shè)備選自鄂式破碎機(jī)、錕式破碎機(jī)和球磨機(jī)中的至少一種。

57.進(jìn)一步優(yōu)選地，所述破碎設(shè)備12具有物料進(jìn)口和物料出口，所述破碎設(shè)備12的物料進(jìn)口與焙燒料倉(cāng)11的焙燒物料出口相連；所述細(xì)磨焙燒料倉(cāng)13具有細(xì)磨焙燒料進(jìn)口和細(xì)磨焙燒料出口，所述細(xì)磨焙燒料倉(cāng)13的細(xì)磨焙燒料進(jìn)口與破碎設(shè)備12的物料出口相連。

58.在一些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述提鋰槽14具有物料進(jìn)口、提鋰漿料出口和攪拌裝置，所述提鋰槽14的物料進(jìn)口與細(xì)磨焙燒料倉(cāng)13的細(xì)磨焙燒料出口相連，所述提鋰壓濾機(jī)16具有提鋰漿料進(jìn)口、提鋰渣出口和提鋰液出口，所述提鋰壓濾機(jī)16的提鋰漿料進(jìn)口通過(guò)提鋰壓濾泵15與提鋰槽14的提鋰漿料出口相連，所述沉鋰槽17具有提鋰液進(jìn)口、含鋰漿料出口和攪拌裝置，所述沉鋰槽17的提鋰液進(jìn)口與提鋰壓濾機(jī)16的提鋰液出口相連，所述沉鋰壓濾機(jī)19具有含鋰漿料進(jìn)口、含鋰產(chǎn)品出口和沉鋰后液出口，所述沉鋰壓濾機(jī)19的含鋰料漿進(jìn)口通過(guò)含鋰漿料輸送泵18與沉鋰槽17的含鋰漿料出口相連，所述沉鋰后液槽20具有沉鋰后液進(jìn)口和攪拌裝置，所述沉鋰后液槽20的沉鋰后液進(jìn)口與所述沉鋰壓濾機(jī)19的沉鋰后液出口相連。

59.進(jìn)一步優(yōu)選地，所述沉鋰后液槽20具有沉鋰后液出口，所述提鋰槽14具有沉鋰后液進(jìn)口，所述沉鋰后液槽20的沉鋰后液出口通過(guò)沉鋰后液輸送泵21與所述提鋰槽14的沉鋰后液進(jìn)口相連。

60.在一些實(shí)施例中，優(yōu)選地，廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的系統(tǒng)還包括收塵及尾氣處理系統(tǒng)，所述收塵系統(tǒng)包括收塵管道、布袋收塵器、風(fēng)機(jī)、尾氣凈化塔。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述除塵系統(tǒng)應(yīng)用于預(yù)處理單元、煅燒單元、破碎單元和提鋰單元中。

61.本發(fā)明實(shí)施例中，在系統(tǒng)中增加收塵及尾氣處理系統(tǒng)，能夠去除處理過(guò)程中產(chǎn)生的有毒有害氣體及煙塵，減少大氣污染。

62.本發(fā)明實(shí)施還提供了一種廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的方法，如圖2所示，包括以下步驟：

63.(1)將電池黑粉進(jìn)行活化處理，得到預(yù)處理物料；

64.(2)將所述步驟(1)得到的預(yù)處理物料進(jìn)行還原煅燒，得到焙燒物料；

65.(3)將所述步驟(2)得到的焙燒物料進(jìn)行破碎粉磨，得到細(xì)磨焙燒料；

66.(4)將所述步驟(3)得到的細(xì)磨焙燒料進(jìn)行提鋰處理，得到含鋰產(chǎn)品。

67.本發(fā)明實(shí)施例的廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的方法，可以有效解決傳統(tǒng)電池會(huì)回收工藝流程長(zhǎng)、輔料消耗量大、成本高和鋰收率低等為題，且制備得到的含鋰產(chǎn)品純度高。

68.在一些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述步驟(1)中，所述活化處理包括：先在黑粉中加入堿液，再加入水進(jìn)行漿化處理，然后固液分離得到預(yù)處理物料；優(yōu)選地，所述堿液為濃度為2～5mol/l的氫氧化鈉溶液；所述水的用量以將固液體積比調(diào)整至1:3～5為準(zhǔn)。

69.本發(fā)明實(shí)施例中，向黑粉中加入堿液的目的是使黑粉中的鋁與堿反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，反應(yīng)方程式為：2al+2h2o+2naoh＝2naalo2+3h2，進(jìn)而去除黑粉中的鋁雜質(zhì)，進(jìn)一步優(yōu)選了堿液的濃度范圍，能夠保證處理效果；若堿液濃度較低，對(duì)鋁的去除效果較差，若堿液的濃度過(guò)高，不僅增加了處理成本還增加了對(duì)設(shè)備的腐蝕性。

70.在一些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述步驟(2)中，所述還原煅燒的溫度為600～700℃，煅燒時(shí)間為1～3h。

71.本發(fā)明實(shí)施例中，進(jìn)一步優(yōu)選了還原煅燒的條件，通過(guò)還原煅燒能將預(yù)處理物料中的鋰還原成氧化鋰，反應(yīng)方程式為：4limeo2+c＝2li2o+4meo+co2↑

(me為ni、co、mn及其混合物)，若煅燒溫度太低，煅燒效果差，黑粉中的鋰難以有效還原，導(dǎo)致后續(xù)提鋰效果差，若煅燒溫度太高，鋰的焙燒產(chǎn)物過(guò)分還原產(chǎn)生燒結(jié)現(xiàn)象，鋰與其他低價(jià)金屬氧化物或單質(zhì)結(jié)合方式發(fā)生變化，也會(huì)影響后續(xù)提鋰效果。

72.在一些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述步驟(4)中，所述提鋰處理是先對(duì)細(xì)磨焙燒料進(jìn)行調(diào)漿處理得到漿料，將所述漿料送入提鋰槽中進(jìn)行提鋰，然后進(jìn)行固液分離得到提鋰液，再將所述提鋰液送入沉鋰槽中制備含鋰產(chǎn)品。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述調(diào)漿處理按照固液體積比1:3-5進(jìn)行；所述提鋰槽中的溫度控制在40℃以下，提鋰的處理時(shí)間為2～4h，所述沉鋰槽中的溫度控制在85℃以上，沉鋰的處理時(shí)間為4～6h；所述含鋰產(chǎn)品為碳酸鋰和磷酸鋰中的至少一種。

73.本發(fā)明實(shí)施例中，提鋰的原理是將細(xì)磨焙燒料中的鋰變成碳酸氫鋰溶解在溶液中，從而將細(xì)磨焙燒料的鎳鈷錳等有價(jià)金屬與鋰有效分離，而碳酸氫鋰的溶解度隨溫度的上升而下降，因此，將提鋰溫度控制在40℃以下，能夠使鋰盡可能地溶解在溶液中，提高鋰的回收率；沉鋰的原理是將溶液中碳酸氫鋰轉(zhuǎn)變成碳酸鋰固體，而碳酸鋰的溶解度也是隨溫度的升高而下降，因此將沉鋰的溫度控制在85℃以上，不僅碳酸氫鋰轉(zhuǎn)變成碳酸鋰的效

果更好，同時(shí)碳酸鋰的溶解度低，更有利于提高碳酸鋰產(chǎn)品的收率。

74.下面結(jié)合具體的實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。

75.實(shí)施例1

76.(1)開(kāi)啟收塵系統(tǒng)；將1t鋰含量為3％的電池黑粉投加到黑粉料倉(cāng)1中；開(kāi)啟黑粉調(diào)漿槽2的進(jìn)液閥門(mén)，向黑粉調(diào)漿槽2中加入4m3濃度為4mol/l的氫氧化鈉溶液，關(guān)閉進(jìn)液閥門(mén)；黑粉調(diào)漿槽2自動(dòng)開(kāi)啟攪拌，人工電腦控制打開(kāi)黑粉料倉(cāng)1下的插板閥，向黑粉調(diào)漿槽2中加入黑粉進(jìn)行制漿，關(guān)閉插板閥；

77.(2)制漿完成后開(kāi)啟料黑粉漿料輸送泵3，通過(guò)輸送管道輸將黑粉漿料送到濕磨機(jī)4進(jìn)行機(jī)械活化，活化漿料進(jìn)入濕磨漿料槽5，黑粉調(diào)漿槽2打空后黑粉漿料輸送泵3自動(dòng)停止；

78.(3)濕磨漿料輸送泵6根據(jù)濕磨料漿槽5液位自動(dòng)啟停，將濕磨漿料通過(guò)濕磨漿料輸送泵6、輸送管道輸送至濕磨壓濾機(jī)7進(jìn)行壓濾，濕磨壓濾機(jī)7滿料后報(bào)警，然后關(guān)閉進(jìn)料閥、濕磨漿料輸送泵6，壓濾處理完成后自動(dòng)轉(zhuǎn)入吹掃、卸渣程序，濾液送入濕磨濾液槽22，再通過(guò)濕磨濾液輸送泵23將濾液送入黑粉調(diào)漿槽2中用于調(diào)漿，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用；

79.(4)開(kāi)啟濕磨渣料皮帶傳輸機(jī)8將壓濾料渣輸送入還原煅燒窯9料倉(cāng)；還原煅燒窯9的煅燒段在保持氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行還原煅燒，還原煅燒溫度為600℃，煅燒的時(shí)間為2h，在還原煅燒窯9的冷卻段通入循環(huán)水將物料降溫到100℃以下進(jìn)行后續(xù)處理；開(kāi)啟焙燒塊料皮帶輸送機(jī)10將焙燒物料送入焙燒料倉(cāng)11；

80.(5)開(kāi)啟焙燒料倉(cāng)11閥門(mén)將焙燒物料送入球磨機(jī)12破碎得到0.75t細(xì)磨焙燒料；再將0.75t細(xì)磨焙燒料送入細(xì)磨焙燒料倉(cāng)13；

81.(6)向提鋰槽14加入3m3水，提鋰槽14攪拌自動(dòng)開(kāi)啟，控制提鋰槽14溫度為35℃，打開(kāi)細(xì)磨焙燒料倉(cāng)13閥門(mén)，將0.75t細(xì)磨焙燒料送入提鋰槽14進(jìn)行提鋰，反應(yīng)時(shí)間為4h；提鋰完成后，開(kāi)啟提鋰壓濾泵15將提鋰漿料送提鋰壓濾機(jī)16進(jìn)行固液分離；提鋰渣后處理回收鎳鈷錳等有價(jià)金屬，提鋰液進(jìn)入沉鋰槽17；沉鋰槽17攪拌自動(dòng)開(kāi)啟，控制沉鋰槽17溫度為90℃，開(kāi)啟沉鋰槽17進(jìn)液閥門(mén)，反應(yīng)5h得到含鋰產(chǎn)品料漿；

82.(7)反應(yīng)結(jié)束后開(kāi)啟含鋰漿料輸送泵18將含鋰產(chǎn)品料漿送入沉鋰壓濾機(jī)19進(jìn)行壓濾，得到155kg碳酸鋰產(chǎn)品，碳酸鋰的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1，符合工業(yè)碳酸鋰標(biāo)準(zhǔn)，且鋰收率為92％，沉鋰后液進(jìn)入沉鋰后液槽20，再通過(guò)沉鋰后液輸送泵21將沉鋰后液送入提鋰槽中，以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

83.實(shí)施例2

84.本實(shí)施例的方法與實(shí)施例1相同，不同之處僅在于：步驟(4)中，還原煅燒的溫度為500℃，煅燒的時(shí)間為2h。

85.本實(shí)施例制得的碳酸鋰的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1，且鋰收率為85％。

86.實(shí)施例3

87.本實(shí)施例的方法與實(shí)施例1相同，不同之處僅在于：步驟(4)中，還原煅燒的溫度為800℃，煅燒的時(shí)間為2h。

88.本實(shí)施例制得的碳酸鋰的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1，且鋰收率為84％。

89.實(shí)施例4

90.本實(shí)施例的方法與實(shí)施例1相同，不同之處僅在于：步驟(6)中，控制提鋰槽的溫度

為50℃，控制沉鋰槽的溫度為70℃。

91.本實(shí)施例制得的碳酸鋰的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1，且鋰收率為78％。

92.表1 碳酸鋰的檢測(cè)結(jié)果(單位：質(zhì)量分?jǐn)?shù)％)

[0093] 實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4li3po95.6895.3595.1295.09ca0.00720.0070.00520.0082mg0.00230.00340.00410.0058fe0.00490.0050.00460.0066cu0.00020.00020.00010.0004pb0.00050.00040.00060.0002ni0.0020.00220.00150.0035co0.0010.00120.00180.0022mn0.0050.0040.00510.007cl0.0450.0350.0480.048al0.00290.0030.00220.0041na0.170.160.270.11si0.0030.00250.00460.008zn0.00460.00490.00550.0063so

42-1.51.41.21.5cr0.0010.0010.0010.0008cd0.00080.00090.00050.0009

[0094]

表2 工業(yè)碳酸鋰標(biāo)準(zhǔn)(gb/t 11075-2013)

[0095][0096]

在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

[0097]

盡管已經(jīng)示出和描述了上述實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行的變化、修改、替換和變型均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：預(yù)處理單元：具有黑粉進(jìn)口和預(yù)處理物料出口，所述預(yù)處理單元用于對(duì)廢舊鋰離子電池黑粉進(jìn)行活化處理，得到預(yù)處理物料；煅燒單元：具有預(yù)處理物料進(jìn)口和焙燒物料出口，所述預(yù)處理物料進(jìn)口與所述預(yù)處理單元的預(yù)處理物料出口相連，用于將預(yù)處理物料進(jìn)行還原煅燒，得到焙燒物料；破碎單元：具有焙燒物料進(jìn)口和細(xì)磨焙燒料出口，所述焙燒物料進(jìn)口與所述煅燒單元的焙燒物料出口相連，用于將焙燒物料進(jìn)行破碎粉磨，得到細(xì)磨焙燒料；提鋰單元：與所述破碎單元的細(xì)磨焙燒料出口相連，包括依次相連的提鋰槽、提鋰壓濾機(jī)、沉鋰槽、沉鋰壓濾機(jī)和沉鋰后液槽，用于提鋰制備含鋰產(chǎn)品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)處理單元包括依次相連的漿化單元、活化單元和固液分離單元；所述漿化單元包括依次相連的黑粉料倉(cāng)和黑粉調(diào)漿槽；所述活化單元包括依次相連的濕磨機(jī)和濕磨漿料槽，所述濕磨機(jī)通過(guò)黑粉漿料輸送泵與所述黑粉調(diào)漿槽相連；所述固液分離單元包括濕磨壓濾機(jī)和濕磨濾液槽，所述濕磨壓濾機(jī)通過(guò)濕磨漿料輸送泵與所述濕磨漿料槽相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的系統(tǒng)，其特征在于，所述濕磨機(jī)選自行星式球磨機(jī)、臥式濕法球磨機(jī)、錘式破碎機(jī)和立軸式破碎機(jī)中的至少一種。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的系統(tǒng)，其特征在于，所述煅燒單元包括依次相連的還原煅燒窯和焙燒料倉(cāng)，所述還原煅燒窯通過(guò)濕磨料渣皮帶傳輸機(jī)與所述濕磨壓濾機(jī)相連。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的系統(tǒng)，其特征在于，所述還原煅燒窯選自回轉(zhuǎn)窯和隧道窯中的任意一種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的系統(tǒng)，其特征在于，所述破碎單元包括依次相連的破碎設(shè)備和細(xì)磨焙燒料倉(cāng)；優(yōu)選地，所述破碎設(shè)備選自鄂式破碎機(jī)、錕式破碎機(jī)和球磨機(jī)中的至少一種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的系統(tǒng)，其特征在于，所述沉鋰后液槽具有沉鋰后液出口，所述提鋰槽具有沉鋰后液進(jìn)口，所述沉鋰后液槽的沉鋰后液出口通過(guò)沉鋰后液輸送泵與所述提鋰槽的沉鋰后液進(jìn)口相連。8.一種廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將電池黑粉進(jìn)行活化處理，得到預(yù)處理物料；(2)將所述步驟(1)得到的預(yù)處理物料進(jìn)行還原煅燒，得到焙燒物料；(3)將所述步驟(2)得到的焙燒物料進(jìn)行破碎粉磨，得到細(xì)磨焙燒料；(4)將所述步驟(3)得到的細(xì)磨焙燒料進(jìn)行提鋰處理，得到含鋰產(chǎn)品。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述活化處理包括：先在黑粉中加入堿液，再加入水進(jìn)行漿化處理，然后固液分離得到預(yù)處理物料；優(yōu)選地，所述堿液為濃度為2～5mol/l的氫氧化鈉溶液；所述水的用量以將固液體積比調(diào)整至1:3～5為準(zhǔn)。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的方法，其特征在于，所述步

驟(2)中，所述還原煅燒的溫度為600～700℃，煅燒時(shí)間為1～3h。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明屬于電池回收處理技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)計(jì)一種廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的系統(tǒng)及方法。本發(fā)明提供的一種廢舊鋰離子電池黑粉優(yōu)先提鋰的系統(tǒng)，包括預(yù)處理單元、煅燒單元、破碎單元和提鋰單元。該系統(tǒng)有效解決了傳統(tǒng)電池回收工藝流程長(zhǎng)、輔料消耗量大、成本高及鋰收率低等問(wèn)題，鋰的收率可以達(dá)到90％以上，且具有自動(dòng)化程度高、流程短、操作簡(jiǎn)便和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：王變 李國(guó) 馮立志 蘇華 周永鵬

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中冶瑞木新能源科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2023.02.20

技術(shù)公布日：2023/6/14