锂电池破碎分选设备-锂电池负极材料的破碎与筛分

锂电池负极中的铜 (含量达35%左右) 是一种广泛使用的重要生产原料, 粘附于其上的碳粉, 可作为塑料、橡胶等添加剂使用。因此, 对废锂电池负极组成材料进行有效分离, 实现废锂电池资源化, 消除其相应的环境影响具有推动作用。基于锂电池负极结构特点, 锂电池破碎分选设备采用破碎筛分与气流分选组合工艺, 对其进行分离富集研究, 以实现废锂电池负极铜与碳粉的分离回收。

负极材料的破碎筛分

废锂电池负极破碎料主要集中在大于0.590 mm和小于0.074 mm的粒径范围内, 其质量分数分别为20.6%和40.4%;粉碎料中的铜含量随颗粒粒径的减小而降低, 相应地碳粉含量随颗粒粒径减小而增大。由表1可见, 粒径大于0.250 mm和小于0.125 mm的粉碎料分别为高度富集的金属铜 (平均品位达92.4%) 与碳粉 (平均品位达96.6%) , 可分别将其送于下游企业回收并利用;而粒径为0.125~0.250 mm的粉碎料中, 金属铜的品位较低, 可通过气流分选提高其纯度。

上述破碎解离效果因铜与碳粉的物料特性及负极结构所致。研究发现, 因铜具有良好的延展性与优良的强度与韧性, 在锤振冲击和挤压等作用下不易破碎而弯曲团绕, 因此, 在破碎过程中趋于富集在较粗粒级范围内;而铜箔表面的碳粉依靠PVDF与其粘结, 随着锤振时间的延长, PVDF的粘合作用逐渐减弱直至消失, 石墨碳粉随即脱落而富集于较细的粒级中。

气流分选是借助组分间的密度差, 以气体为介质对混合物中组分进行分离富集的技术, 具有设备简单、生产能力大、生产成本低和环境污染少等特点。物料气选的难易程度取决于轻重组分与流体介质间的密度差, 可以用两者的比值来衡量

废锂电池负极的主要组成材料铜与石墨碳 利用气流分选能有效实现铜与碳粉的分离富集。气流速度与分选效率的关系。 随着表观气流速度的增大, 分选效率也随之增大, 且在气流速度增大初期, 提高幅度较大;当气流速度达到1.00 m/s时, 分选效率大, 达77.2%。气流速度继续增大时, 由于回收率的大幅下降, 导致了分选效率的降低。综上所述, 操作气流速度为1.00 m/s, 此时铜的回收率达92.3%, 品位达84.4%。