【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锂电池集流体的处理方法，特别涉及一种高效分离回收锂电池集流体中有价组分的方法，属于再生资源领域。
技术介绍
1、铜金属(cu)具有优良的延展性、导电性、导热性、耐腐蚀性，广泛应用于电气、轻工、机械制造、国防工业等领域，是重要的战略资源。铝金属(al)也具有良好的导电性、传热性、耐腐蚀性，是仅次于钢铁的第二大金属，是国家经济发展不可或缺的极为重要的基础材料，广泛应用于建筑、交通运输、光伏、耐用消费品等行业。近年来，随着电动汽车的迅速发展，铜、铝越来越多地用于电池的生产，主要用于制作电池集流体。面对铜铝资源的需求不断增加，可持续利用理念的不断深入，锂电池退役浪潮的快速来临，退役锂电池的资源化利用一度成为研究热点。
2、电池集流体通常主要由锂电池经过带电破碎-低温热解-破碎筛分后得到的筛上物，主要为片状的铜箔、铝箔和少量石墨组成，具有较高的回收价值。目前，现有技术中报道的集流体的分离方法如下：中国专利cn 109994793 a提出一种锂电池集流体的分离方法，具体将铜箔、铝箔和碳粉及稀土元素的混合物放入分离液中，然后搅拌、静置，将沉于底部的铜箔和浮于上层的铝箔捞取，烘干，获得干燥的铜箔和铝箔。该方法虽然实现了铜箔和铝箔的分离，但涉及到了分离液，价格昂贵；温度高达100℃，且需要捞取，处理量小，成本高，不适合工业化应用。中国专利cn 107394302 b提出的一种废旧镍钴锰酸锂电池电芯焙烧料的分离方法，根据废旧镍钴锰酸锂电池电芯焙烧料的各物质组分比重和振实密度的差异，采用机械破碎、重液分离的方法，有效分离
3、此外，中国专利cn107464963b提出的一种从废旧锂电池中高效分离有价物质的方法，将还有正极材料、石墨、铝箔和铜箔的过滤粉料经湿式球磨，并加水稀释进行浮选，分离出高纯石墨、铝粉；通过改变料浆浓度和浮选条件进行二次浮选，可得到浮选上层正极粉料、浮选下层铜粉。虽然该方法通过二次浮选工艺实现了高纯石墨、铝粉与正极粉料和铜粉的分离，但是该方法对电池集流体物料的来源具有局限性，其集流体主要是通过废旧锂电池-物理放电-拆解-破碎-溶剂浸泡的方法得到，采用溶剂浸泡的方式成本高，污染环境，不利于工业化生产。而目前通过带电破碎-低温热解-破碎筛分的工艺得到电池集流体是较为简单、低成本的获得集流体物料的方式，但是经过低温热解处理的金属集流体具有更好的延展性能，无法直接采用湿式研磨、剪切磨等手段得到0.074mm～0.282mm的小颗粒铜箔铝箔混合物，这是有待解决的技术难题。
技术实现思路
1、针对现有技术中带电破碎-低温热解-破碎筛分的工艺得到电池集流体延展性提高，难以经过后续的研磨手段得到满足浮选所需粒径而难以实现浮选分离的缺陷，本专利技术的目的是在于提供一种高效分离回收锂电池集流体中有价组分的方法，该方法对电池集流体采用预氧化处理结合振动研磨的工艺，实现了片状铜箔、铝箔混合物99％以上的粒径处于0.074mm～0.282mm之间，为后续浮选分离提供粒径，从而以实现铜、铝有价金属及石墨的高效回收利用，克服了现有技术中带电破碎-低温热解-破碎筛分的工艺所得电池集流体难以破碎至浮选所需粒径的技术问题，同时通过气浮预处理脱除石墨，解决由于石墨夹而带降低铜箔和铝箔品位的技术问题。
2、为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种高效分离回收锂电池集流体中有价组分的方法，该方法是将集流体物料经过氧化预处理后，进行振动磨，得到集流体粉料，所述集流体粉料经过自浮预处理分离石墨后，通过泡沫浮选分离铜粉和铝粉；所述集流体物料为带电破碎-低温热解-破碎筛分工艺所得集流体物料。
3、本专利技术主要是针对锂电池经过带电破碎-低温热解-破碎筛分工艺处理得到的集流体物料，该集流体物料不同于其他工业退役锂电池回收方法产生的集流体物料，其他方法所得集流体物料未经热解处理，而经过低温热解预处理的集流体具有如下特性：原料性质稳定，延展性较强，难于磨矿，采用常规湿式球磨机研磨得到的物料粒径较大，无法满足浮选入料粒径尺寸，这也是本专利技术需要解决的技术问题。基于锂电池经过带电破碎-低温热解-破碎筛分后得到的铜/铝箔与通过溶剂浸泡捞取分离出的铜/铝箔相比，具有更好的延展性能，无法直接采用研磨手段得到0.074mm～0.282mm的小颗粒铜箔铝箔混合物，本专利技术关键在于提出氧化预处理-振动磨的方法，实现了片状铜箔、铝箔混合物99％以上的粒径处于0.074mm～0.282mm之间，为后续浮选提供了合理的粒径。具体思路是通过对铜箔、铝箔混合物进行氧化预处理，使铜箔和铝箔表面形成一层微氧化层，增加铝箔和铜箔表面的粗糙度和硬度(脆性)，从而提高研磨过程的摩擦力和易碎性，成功解决热解后铜箔、铝箔难以研磨成小粒径的难题。
4、作为一个优选的方案，所述氧化预处理通过混料机实现，将集流体物料装入混料机中高速旋转，同时通入气体氧化剂，进行氧化处理；混料机旋转速率为600～700r/min，气体氧化剂流量为0.1～2l/min，时间为30min～60min。氧化剂流量优选为1～2l/min。混料机旋转速率优选为600～650r/min。时间优选为40～50min。在优选的氧化预处理条件下，可以将铜箔和铝箔表面进行氧化提高粗糙度和硬度，从而提高研磨过程的摩擦力和易碎性，有利于后续的磨矿过程，从而经过预氧化处理的铜箔和铝箔可以采用常规的湿式研磨、剪切磨等手段顺利得到0.074mm～0.282mm的小颗粒。
5、作为一个较优选的方案，所述气体氧化剂包括臭氧和/或氧气。氧化剂优选为臭氧。采用臭氧的氧化能力强，能够提高预氧化处理效果。
6、作为一个优选的方案，所述振动磨的条件为：入料粒度＜25mm，频率为1000～1500次/min，时间为10s～30min。本专利技术通过振动磨能够将集流体物料高效粉碎至所需粒度，而采用其他的磨矿方式，效果要差于振动磨。比如采用剪切磨或棒磨，如剪切磨过程中：入料粒度＜25mm，磨矿的时间为10s～30min，磨机转速：800～1600r/min，筛网尺寸0.5mm。棒磨过程中，棒磨入料粒度＜25mm，磨矿的时间为10s～30min，磨机转速：60～120r/min。基于预氧化后的铜箔和铝箔物化性能发生本质变化，易于采用常规振动磨方式进行破碎。
7、作为一个优选的方案，所述磨矿以使集流体粉料的平均粒径在0.074mm～0.282mm范围内。作为一个较优选的方案，集流体粉料的粒度满足-0.074mm质量占比为85％。
8、作为一个优选的方案，所述自浮预处理通过微纳米气浮机实现，自浮预处理的条件为：控制浆料的浓度为250～350g/l，充气时间为1～3min，刮泡时间为2～4min。针对石墨粒径小、夹带现象严重、回收得到的石墨品位不高等问题，本专利技术通过自浮预处理可以将石墨等碳材料优选脱除。具体是在微纳米气浮机中进行的，通过微纳米气浮机使气与液体高效混合溶解产生大量的微纳米气泡，这些大本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高效分离回收锂电池集流体中有价组分的方法，其特征在于：将集流体物料经过氧化预处理后，进行振动磨，得到集流体粉料，所述集流体粉料经过自浮预处理分离石墨后，通过泡沫浮选分离铜粉和铝粉；所述集流体物料为带电破碎-低温热解-破碎筛分工艺所得集流体物料。
2.根据权利要求1所述的一种高效分离回收锂电池集流体中有价组分的方法，其特征在于：所述氧化预处理通过混料机实现，将集流体物料装入混料机中高速旋转，同时通入气体氧化剂，进行氧化处理；混料机旋转速率为600～700r/min，气体氧化剂流量为0.1～2L/min，时间为30min～60min。
3.根据权利要求2所述的一种高效分离回收锂电池集流体中有价组分的方法，其特征在于：所述气体氧化剂包括臭氧和/或氧气。
4.根据权利要求1所述的一种高效分离回收锂电池集流体中有价组分的方法，其特征在于：所述振动磨的条件为：入料粒度＜25mm，频率为1000～1500次/min，时间为10s～30min。
5.根据权利要求1或4所述的一种高效分离回收锂电池集流体中有价组分的方法，其特征在于：所述振动磨
6.根据权利要求1所述的一种高效分离回收锂电池集流体中有价组分的方法，其特征在于：所述自浮预处理通过微纳米气浮机实现，自浮预处理的条件为：控制浆料的浓度为250～350g/L，充气时间为1～3min，刮泡时间为2～4min。
7.根据权利要求1所述的一种高效分离回收锂电池集流体中有价组分的方法，其特征在于：所述泡沫浮选包括一次粗选、一次精选和二次扫选流程。
8.根据权利要求7所述的一种高效分离回收锂电池集流体中有价组分的方法，其特征在于：所述泡沫浮选以Na2S、CaS、(NH4)2SO4作为调整剂，以煤油、黄药、硫代氨基甲酸酯中至少一种作为捕收剂，以淀粉、水玻璃、六偏磷酸钠中至少一种作为抑制剂，以桉树油、樟脑油、二号浮选油、松醇油中至少一种作为起泡剂。
9.根据权利要求1、7或8所述的一种高效分离回收锂电池集流体中有价组分的方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种高效分离回收锂电池集流体中有价组分的方法，其特征在于：将集流体物料经过氧化预处理后，进行振动磨，得到集流体粉料，所述集流体粉料经过自浮预处理分离石墨后，通过泡沫浮选分离铜粉和铝粉；所述集流体物料为带电破碎-低温热解-破碎筛分工艺所得集流体物料。
2.根据权利要求1所述的一种高效分离回收锂电池集流体中有价组分的方法，其特征在于：所述氧化预处理通过混料机实现，将集流体物料装入混料机中高速旋转，同时通入气体氧化剂，进行氧化处理；混料机旋转速率为600～700r/min，气体氧化剂流量为0.1～2l/min，时间为30min～60min。
3.根据权利要求2所述的一种高效分离回收锂电池集流体中有价组分的方法，其特征在于：所述气体氧化剂包括臭氧和/或氧气。
4.根据权利要求1所述的一种高效分离回收锂电池集流体中有价组分的方法，其特征在于：所述振动磨的条件为：入料粒度＜25mm，频率为1000～1500次/min，时间为10s～30min。
5.根据权利要求1或4所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩俊伟，王勇伟，覃文庆，焦芬，王利珏，张申奥，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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