三、锂电池预处理工艺设备技术
1、方案总述
1）方案概述：本方案针对物料为锂离子单体电池，主要通过物理破碎、干式分选的方式将其中的正负极材料和有价金属进行分离。
2）方案路线：
3）处理产品规格：
4）现场条件/本方案设备应满足以下现场条件：
5）本方案设备安装前现场应具有以下安装器具：
序号 |
名称 |
数量 |
规格 |
用途 |
1 |
起吊 |
1 |
20 吨 |
设备吊装、起运 安装 |
2 |
叉车 |
2 |
10 吨、3 吨 |
|
3 |
钢丝绳 |
各 4 |
Φ12×6 、8 、10m |
|
4 |
合成纤维吊带 |
各 4 |
额定承重 10 吨，长度 6m 和 8m |
2、设备总方案
1）方案概述：本设备技术方案主要针对物料为废旧单体锂电池。基于其物料特性，并结合实际工艺，主要通过物理破碎的方法，结合加热烘干、气流分选、振动筛分的工艺，将其中的正负极材料和有价金属进行分离；最终得到正负极材料 (正负极混合粉)、铜、铝、镍带等物料；过程中的废气通过喷淋、活性炭吸附等环保设备进行净化处理。
2）工艺流程：
3）工艺布局：
4）工艺流程说明：
（1）破碎分选工艺：通过物理破碎、气流分选加振动筛分的工艺进行物料的干式分选。
a.粗破(撕碎机)：废旧单体锂电池通过输送机进入撕碎机中，两个刀轴上装有交错的刀片，两个刀轴在相向旋转的过程中通过刀刃的剪切、以及刀齿的撕裂来实现破碎，从而将电池破碎成较小的块状，通过U型铰刀密封输送至下道低温炉中，以便于后续工艺的处理；其撕碎机出料尺寸为3-4公分；其中撕碎机及U型铰刀配有吸风口，可将撕碎过程中挥发的电解液及烟气粉尘进行收集排放至后端环保设备，保证此工序的安全及整洁。
b.烘干(低温炉)：通过天然气加热的方式将物料进行加热烘干；其炉体外部配有天然气加热装置，通过炉体外部进行加热，利用热传导使温度进入炉体内部，从而达到烘干蒸发电解液及水份的目的；另热解炉内部采用螺旋铰叶方式进行物料输送，其中炉体热解过程中产生的烟气等通过后端环保设备进行处理。
c.二破(破碎机)：烘干后的电池碎料通过U型铰刀密封输送至破碎机中进行破碎，其内部结构为勾刀和锤头，可最大限度的将物料进行锤破打散，其配置的筛网孔径为20mm。
d.气流筛分(气流分选机)：破碎后的物料经由U型铰刀密封输送至气流分选装置进行振动筛分；气流分选机中配有2层筛网；此过程可将下层筛网中打散脱落的正负极混合粉筛选出，同时上层筛网振动筛分过程中比重较轻的隔膜碎料通过引风机送入隔膜箱中进行收集，其余物料则进入下道工序中进行处理；其中气流分选机为2层筛网：上层筛网为30目，下层筛网为120目。
e.磁选(磁选机)：经由气流分选后的物料利用磁选输送机进入下一步工序，磁选输送机带有磁选装置可将锂电池中的磁性物料(铁壳、镍带等)进行分离；其他无磁性的物料则通过磁选输送至下道工序中。
f.细碎(粉碎机)：磁选后的物料进入粉碎机中，其粉碎机内部由刀片和穿刀盘组成，通过刀片的快速旋转击打从而将未打散脱落的正负极碎料进行进一步的打散粉碎；便于后续的振动筛分处理。 配置的筛网孔径为2.8mm；
g.一级振动筛分(直线筛)：粉碎后的物料经由气流输送进入集料器中，通过闭风器落入直线筛中，通过振动筛分，一部分打散脱落的正负极混合粉通过下层筛网被筛选出；另一部分隔膜碎料则在上层筛网中进行收集排放；而其余的铜铝混合物和未打散的正负极混合材料则进入下一步工序中研磨机中进行进一步处理；其中直线筛为2层筛网：上层筛网为10目，下层筛网为120目；
h.研磨(研磨机)：经由一级振动筛分后的混合物料进入研磨机中，将物料做最终的研磨粉碎处理；其中研磨机为刀盘式研磨机，通过调整刀盘间隙从而控制出料粒度。
i.二级振动筛分(直线筛)：研磨后的物料通过振动筛分将物料进行最终筛分。其中上层物料为杂质被直接筛选出；下层物料为正负极混合粉被直接筛选出；剩余铜铝混合物则在中间层被筛选出，通过螺旋铰刀密封输送至下道工序中进行最终筛分；其中直线筛为2层筛网：上层筛网为40目，下层筛网为120目。
j.铜铝分选(比重分选机)：二级筛分后的铜铝混合物由于两者的比重差异，可通过比重分选机进行筛分，其前端出料为比重较重的铜粒，后端出料为比重较轻的铝粒。
k.集料(集料器)：将引风输送管道中正、负极粉进行收集排放处理。 (此过程收集的正负极粉会通过螺旋 铰刀密封输送返回至振动筛分系统中进行再次振动筛分处理)
（2）环保处理工艺：主要通过布袋除尘、水喷淋、活性炭、光氧净化等工艺净化处理破碎 过程中产生的粉尘及挥发的电解液问题。
a.收尘(脉冲除尘器):将整套设备运行中所产生的扬尘、超细粉尘 (即电池中正负极材料) 进行负压收集排放 处理。(此过程收集的正负极粉会通过螺旋铰刀密封输送返回至振动筛分系统中进行再次振动筛分处理);
b.一次净化(喷淋塔):整套设备运行过程中产生的烟气粉尘等通过引风管道送入喷淋塔中。气体由塔下部进口进入塔内向上运动，通过填料，废气与液相充分接触后吸收然后经上层脱水层进入下道工序，从而达到净化的目的；其中喷淋塔过滤风量为30000m3/h,
c.二次净化(活性炭吸附箱):经由喷淋塔处理后的气体进入活性炭吸附箱中，利用活性炭吸附剂表面的吸附能力，使 废气中的污染物被吸附在活性炭表面，使其与气体混合物分离，活性炭吸附箱是一种干式废气处理设备，由箱体和填装在箱体内的吸附单元组成；其中活性炭吸附箱的过滤风量为30000m3/h。
d.除味(UV光解):利用特制的高能高臭氧紫外线光束产生裂解作用，以去除粉尘气体的异味;其中UV光解处理风量为30000m3/h,脱臭效果为99%。
5)设备设计参数：
a、上料输送带
名称 |
参数规格 |
备注 |
输送带 |
600 型 6000*650*350 |
|
数量 |
1 |
|
材质 |
主体材质：Q235B，厚度：2.5mm； 护罩：Q235B,厚度：2.5mm， 机架：80 槽钢。 |
|
输送带 |
尺寸：B=600, δ=10；材质：橡胶 |
|
输送带滚筒 |
δ=220，L=650 |
|
电机 |
功率：2.2kw-4 极；品牌：富兰德 |
|
减速机 |
XWD3-43-2.2kw |
b、撕碎机
名称 |
参数规格 |
备注 |
撕碎机 |
800型:3600x1600x1630 |
|
数量 |
1 |
|
材质 |
机架材质：120 方管，180 方管，引风罩：Q235B，厚度：2mm |
|
刀具 |
尺寸：Φ400*20mm；数量：40片;材质：锻造合金钢 55Sicr；腔体厚度：40mm |
|
主轴 |
主轴形式：六方轴；主轴材质：40Cr锻打调质；数量：2个 |
|
减速机 |
型号：JZQ500，数量：2台；传动比：48.50 |
|
电机 |
功率：15kw-6 极*2；品牌：富兰德 |
c、破碎机
名称 |
参数规格 |
备注 |
破碎机 |
1200 型 2400*1500*2400 |
|
数量 |
1 |
|
材质 |
主体材质：Q235B，厚度：14mm； 机架：100 方管，120 槽钢 |
|
勾刀 |
尺寸：227*73， δ=20 材质：耐磨合金钢；数量：18 组 |
|
锤头 |
尺寸：158*80， δ=80 材质：整体锻打件；数量：27 组 |
|
刀盘 |
Φ400， δ=80，数量：5 |
|
筛网材质 |
Q235B |
|
筛网孔径 |
20mm |
|
电机 |
功率：55kw-4 极，品牌：富兰德 |
d、U型螺旋铰刀
名称 |
参数规格 |
备注 |
U 型螺旋输送机 |
400 型 5000*400*450 |
|
数量 |
3 |
|
材质 |
主体：Q235B，厚度：3mm， 护罩：Q235B，厚度：2.5mm 叶片：碳钢螺旋叶片，厚度：4mm |
|
减速机 |
XWD5-17-5.5 |
|
电机 |
功率：5.5kw-4 极，品牌：富兰德 |
e、气流分选机
名称 |
参数规格 |
备注 |
气流分选机 |
4000 型 4000*1500*2000 |
|
数量 |
1 |
|
材质 |
主体：Q235B，厚度：3mm， 机架：100 方管，引风罩：Q235B，厚度：2mm |
|
筛网材质 |
SS304 |
|
筛网孔径 |
上层孔径：30 目；下层孔径：120 目 |
|
振动电机 |
型号：YZS-8-6；功率：0.75kw*2 |
f、磁选机
名称 |
参数规格 |
备注 |
磁选机 |
500 型 5000*550*350 |
|
数量 |
1 |
|
材质： |
主体材质：Q235B，厚度：2.5mm； 护罩：Q235B,厚度：2.5mm， 机架：80 槽钢。 |
|
输送带 |
尺寸：B=500, δ=10；材质：橡胶 |
|
输送带滚筒 |
δ=220，L=550 |
|
电机功率 |
1.5kw-4 极 |
|
减速机 |
XWD3-43-1.5kw |
|
磁辊 |
材质：钕铁硼强磁,强度：8000GS |
g、隔膜纸收集箱
名称 |
参数规格 |
备注 |
隔膜纸收集箱 |
3000 型 2800*400*2800 |
|
数量 |
1 |
|
材质 |
主体：Q235B，厚度：2mm，50 槽钢 |
|
铰刀 |
叶片：碳钢螺旋叶片；厚度：4mm 减速机：BWD3-11-3；电机：3kw-4 极 |
|
配套引风机 |
电机：5.5kw-2 极，品牌：富兰德 |
h、粉碎机
名称 |
参数规格 |
备注 |
粉碎机 |
1200 型 2000*1200*1650 |
|
数量 |
1 |
|
材质 |
主体：Q235B ，厚度：14mm， |
|
支架：120 槽钢；护罩：Q235B ，厚度:2mm |
||
刀具 |
尺寸：170x45x6；材质：Cr12MOV 数量：44 |
|
衬板 |
尺寸：200x145x15；材质：锰钢； 数量：26 块 |
|
穿刀轴 |
尺寸： Φ=18，L=800，材质：SS304， 数量：4 根 |
|
穿刀盘 |
尺寸： Φ=300，数量：14， |
|
皮带 |
C-3200*5 |
|
轴承 |
型号：222314；品牌：NSK |
|
筛网材质 |
SS304 |
|
筛网孔径 |
2.8mm |
|
电机 |
功率：55kw-2 极；品牌：富兰德 |
i、直线筛
名称 |
参数规格 |
备注 |
直线筛 |
1250 型 5000*1500*1650 |
|
数量 |
1 |
|
材质 |
主体：Q235B，厚度：3mm， 机架：100 方管，引风罩：Q235B，厚度：2mm |
|
筛网 |
材质：SS304；数量：2 层 上层筛网孔径：10 目； 下层筛网孔径：120 目 |
|
有效晒面面积 |
6 ㎡ |
|
振次 (Rpm) |
1500 |
|
振动电机 |
型号：YZS-20-6；功率：1.5kw*2 |
j、研磨机
名称 |
参数规格 |
备注 |
研磨机 |
600 型 |
|
1500*850*900 |
||
数量 |
1 |
|
材质 |
主体：Q235B，厚度：14mm，支架：120 槽钢 |
|
磨盘 |
磨盘直径： Φ=600 材质：耐磨合金钢 |
|
衬板材质 |
耐磨合金钢 |
|
电机功率 |
功率：45kw-2 极；品牌：富兰德 |
k、直线筛
名称 |
参数规格 |
备注 |
直线筛 |
1250 型 5000*1500*1650 |
|
数量 |
1 |
|
材质 |
主体：Q235B，厚度：3mm， 机架：100 方管，引风罩：Q235B，厚度：2mm |
|
筛网 |
材质：SS304；数量：2 层 上层筛网孔径：40 目； 下层筛网孔径：120 目 |
|
有效晒面面积 |
6 ㎡ |
|
振次 (Rpm) |
1500 |
|
振动电机 |
型号：YZS-20-6；功率：1.5kw*2 |
l、集料器
名称 |
参数规格 |
备注 |
集料器 |
800 型 外部直径Φ=800 |
|
材质 |
主体：Q235B，机架：80 方管 |
|
数量 |
2 |
|
直筒段 |
Φ800×760，壁厚 4mm |
|
锥体 |
Φ800×1360，壁厚 4mm |
|
进料口 |
Φ150 |
|
下料口 |
Φ150 |
|
出风口 |
Φ219 |
|
主体材质 |
Q235B |
|
配套闭风器 |
TGFDZ-5L |
|
闭风器电机 |
功率：0.75kw-4 极。电机：富兰德 |
m、集料器
名称 |
参数规格 |
备注 |
集料器 |
1100 型 外部直径： Φ=1100 |
|
数量 |
2 |
|
材质 |
主体：Q235B，机架：80 方管 |
|
直筒段 |
Φ1100×760，壁厚 4mm |
|
锥体 |
Φ1100×1360，壁厚 4mm |
|
进料口 |
Φ273 |
|
出料口 |
Φ300 |
|
出风口 |
Φ273 |
|
闭风器 |
YCD-HX-16L |
|
闭风器电机 |
功率：1.5kw-4 极。电机：富兰德 |
n、比重分选机
名称 |
参数规格 |
备注 |
比重分选机 |
1200 型 1890*770*1880 |
|
数量 |
1 |
|
材质 |
组合件，机架：60 方管，引风罩：Q235B, 厚度：2mm |
|
筛网材质 |
SS304 |
|
筛网孔径 |
40 目 |
|
振动电机 |
MBW07Y-0.55KW,振频 200- 1000r/min |
|
风机电机 |
功率：1.5kw-4 极。电机：富兰德 |
o、脉冲除尘器
名称 |
参数规格 |
备注 |
脉冲除尘器 |
MC=64 型 1360*1360*4200 |
|
数量 |
3 |
|
材质 |
主体：Q235B，厚度：2.5mm，机架：钢板折架， 厚度：2.5mm |
|
电磁阀 |
RMF-Z-20J；数量 8 个 |
|
除尘布袋 |
尺寸： Φ135×2000 材质：涤纶针刺毡；数量 64 袋 |
|
袋笼 |
尺寸： Φ130×2000 材质：碳钢冷拔丝；数量 64 个 |
|
脉冲控制仪 |
8 路 24V |
|
压缩空气接口尺寸 |
Φ10 |
|
配套闭风器 |
TGFDZ-5L |
|
闭风器电机 |
功率：0.75kw-4 极，电机：富兰德 |
|
配套引风机 |
功率：11kw-2 极，电机：富兰德 |
p、脉冲除尘器
名称 |
参数规格 |
备注 |
脉冲除尘器 |
MC=96 型 1700*1700*4200 |
|
数量 |
1 |
|
材质 |
主体：Q235B，厚度：2.5mm，机架：钢板折架， 厚度：2.5mm |
|
电磁阀 |
RMF-Z-20J；数量 12 个 |
|
除尘布袋 |
尺寸： Φ135×2000 材质：涤纶针刺毡；数量 96 袋 |
|
袋笼 |
尺寸： Φ130×2000 材质：碳钢冷拔丝；数量 96 个 |
|
脉冲控制仪 |
12 路 24V |
|
压缩空气接口尺寸 |
Φ10 |
|
闭风器 |
YCD-HX-16L |
|
闭风器电机 |
功率：1.5kw-4 极。电机：富兰德 |
|
配套引风机功率 |
18.5kw-2 极 |
q、喷淋塔
名称 |
参数规格 |
备注 |
喷淋塔 |
2100 型 Φ=2150；h=6000 |
|
数量 |
1 |
|
材质 |
PP 材质，厚度：8mm，3 层喷淋 (螺旋喷淋头)， 4 层过滤，风口尺寸：Φ700 |
|
电机功率 |
3kw |
r、活性炭吸附箱
名称 |
参数规格 |
备注 |
活性炭吸附箱 |
1300 型 2500*1300*1300 |
|
数量 |
1 |
|
过滤风量 |
30000m3/h |
|
材质 |
Q235B, δ=1.2，风口尺寸：700mm， |
|
活性炭 |
抽屉数量：12，型号：蜂窝性耐水活性炭，尺寸： 100*100*100，孔径：1.5mm，装炭量：480 块。 |
s、UV光解
名称 |
参数规格 |
备注 |
UV 光解 |
1300 型 3100*1300*1300 |
|
数量 |
1 |
|
处理风量 |
30000m3/h |
|
光解部分 |
120 套 U 型，380V，灯管：150w，高臭氧 185nm、 254nm 椭圆 810mm |
|
材质 |
主体材质：Q235B, δ=1.2，风口尺寸：700mm |
|
用电功率 |
功率：18kw |
t、高压引风机
名称 |
参数规格 |
备注 |
高压引风机 |
||
参数 |
类型：离心引风机，材质：Q235B, 叶片材质：碳钢 |
|
数量 |
1 |
|
电机功率 |
37kw-2 极 |
(末完待续)
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