1.本发明涉及废旧
动力电池回收领域，特别是一种从废旧动力电池黑粉料中分离碳粉、铜粉和铝粉的方法。
背景技术：
2.目前我国
新能源汽车多采用三元
锂电池、
磷酸铁锂等作为动力电池，由于循环充放电其电池容量会缓慢衰减，预计两三年内将会有大批动力锂电池进入退役期，退役动力电池如果不能安全环保回收，将对环境、社会带来巨大危害。首先，废旧动力电池中含镍、钴、锰等重金属，电解液等含氟有机物等对环境是有污染的；其次，由于废旧动力电池依然含有较高电压，如果在回收、拆解、处理过程中操作不当，可能带来起火爆炸、重金属污染、有机物废气排放等多种问题。因此，开展退役动力电池绿色回收研究具有重要的社会价值，既可以实现良好的经济效益，又可以避免其丢弃对环境造成污染。特别是废旧锂离子电池
负极材料中残留如氢氟酸等部分有害物质物，对生命和环境有较大的隐患，因此，回收废旧锂离子中的负极材料去除这些有害的杂质是必要的。
3.中国专利cn106636649a公开了一种废旧锂电池的动力锂离子
正极材料回收的方法，具体公开将拆解得到的正极片高温处理去除粘结剂得到正极材料，高速球磨后再烧结得到动力锂离子，此方法对负极石墨、铜、铝等有价元素没有回收再利用，并且对回收得到的正极材料不加处理直接再烧结，其
电化学性能较差。
4.中国专利cn101921917a公开了一种从废旧
锂电池回收有价金属的方法，中国专利cn107240731a公开了一种废旧动力锂离子电池的回收方法，这两个专利技术重点针对的都是锂元素的回收，其他如铜铝等成分没有进行回收，存在较大的资源浪费。
5.中国专利cn112635867a公开了一种废旧锂电池石墨材料的回收方法，采用擦洗-磁选-重选-热解-
浮选组合的物理方法回收石墨材料，通过对废旧动力锂电池破碎分选所得正负极材料混合粉末进行搅拌擦洗，减少负极材料与其它物质间的粘附作用，有利于提高后续高梯度强磁选分选效果；高梯度强磁选利用正极材料与石墨在比磁化系数上的差异，实现正极材料与石墨的分离。该方案主要对于石墨的回收，而铜铝等有价金属以杂质的形式一起分离导出，该方案并未对于铜铝等有价金属进行较好的回收。
6.由上述现有技术可以看出，现有回收技术在从废旧动力电池黑粉料中分离回收碳粉、铜粉和铝粉时，并不能实现三者均具有较高的品位和回收率，故需要提出一种新的废旧动力电池黑粉料回收手段。
技术实现要素：
7.本发明的目的在于，提供从废旧动力电池黑粉料中分离碳粉、铜粉和铝粉的方法，用于解决现有技术难以实现从废旧动力电池黑粉料中分离回收得到高品位碳粉、高品位铜粉和高品位铝粉的问题。
8.为解决上述技术问题，本发明提供了一种从废旧动力电池黑粉料中分离碳粉、铜
粉和铝粉的方法，其特征在于，其步骤包括：
9.浮选粗选：将破碎后粒度为-0.6mm的原矿进行浮选，筛分后分为浮选粗选
尾矿和浮选粗选精矿。
10.浮选扫选：将浮选粗选尾矿进行浮选扫选，筛选后分为浮选扫选尾矿和浮选扫选精矿。
11.浮选精选：将浮选粗选精矿进行浮选精选，筛选后分为碳粉物料与浮选精选尾矿，浮选精选尾矿与浮选扫选精矿汇集并回流再次进行浮选粗选步骤。
12.
螺旋溜槽分选：将浮选扫选尾矿导入螺旋溜槽中进行冲洗，冲洗后分为螺旋溜槽尾矿和螺旋溜槽精矿，螺旋溜槽精矿作为电极粉回收。
13.一级摇床分选：将螺旋溜槽尾矿导入摇床中进行水流冲洗，冲洗后分为一级粗颗粒矿、一级中颗粒矿和一级细颗粒矿。
14.二级摇床分选：将一级中颗粒矿导入摇床中进行水流冲洗，冲洗后分为二级粗颗粒矿、二级中颗粒矿和二级细颗粒矿，二级中颗粒矿回流再次进行一级摇床分选步骤，一级细颗粒矿和二级细颗粒矿汇集作为电极粉回收。
15.三级摇床分选：将一级粗颗粒矿和二级粗颗粒矿导入摇床中进行水流冲洗，冲洗后三级粗颗粒矿、三级中颗粒矿和三级细颗粒矿，三级粗颗粒矿作为铜粉回收，三级中颗粒矿回流再次进行三级摇床分选步骤，三级细颗粒矿作为铝粉回收。
16.其中，浮选粗选的工艺条件为：充气量为20-60ml/min，ph值为6-8，煤油含量100-500g/t，浮选时间为1-4min。
17.其中，浮选扫选步骤的工艺条件为：充气量为40-120ml/min，ph值为6-8，煤油含量100-250g/t，浮选时间为3-6min。需要指出的是，浮选粗选的充气量需要比浮选扫选的充气量小，以便粒径较小的碳粉物料尽可能多的提前筛分出来，使浮选扫选尾矿中所含有的小粒径碳粉物料组分维持在较低的占比水平，从而能够使后续筛分获得电极粉、铝粉和铜粉产品具有较高的品位。
18.其中，浮选精选步骤的工艺条件为：充气量为80-120ml/min，ph值为6-8，煤油含量50g/t，浮选时间为3-6min。
19.其中，螺旋溜槽步骤中水流流速为14-16l/min，一级摇床分选步骤中水流流速为4-6l/min，二级摇床分选步骤中水流流速为7-9l/min，三级摇床分选步骤中水流流速为10-13l/min。将螺旋溜槽步骤中水流速度设为最大，其目的在于，通过较大的水流流速先将电极粉筛选出来；而一级摇床分选、二级摇床分选、三级摇床分选步骤中水流速度设置依次递增，其目的在于，通过梯度递增的摇床筛选设置方式，将杂质逐步冲洗干净，使最终获得的铝粉和铜粉产品具有较高的品位。
20.其中，浮选粗选步骤之前还包括：将废旧动力电池依次进行拆解、放电、清洗烘干、一级破碎、热解和二级破碎后，得到粒度为-0.6mm的原矿。
21.其中，热解步骤后的渣料包含金属混合物和电极活性物质，所述渣料冷却后进行二级破碎得到原矿。
22.本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供了一种从废旧动力电池黑粉料中分离碳粉、铜粉和铝粉的方法，通过将黑粉配制成悬浮液先进行浮选粗选，随后进行浮选精选分离出合格品质的石墨碳粉，再对浮选扫选脱碳后的黑粉依次进行螺旋溜
槽、多级摇床重选，最终分离获得铜箔粉、铝箔粉和电极粉，且分离获得的碳粉、铜箔粉和铝箔粉均具有较高的品位和回收率，显著提升了对废旧动力电池黑粉料回收利用率。
附图说明
23.图1是本发明中从废旧动力电池黑粉料中分离碳粉、铜粉和铝粉的方法一实施方式的流程图。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
25.实施例1
26.请参阅图1，本实施例中从废旧动力电池黑粉料中分离碳粉、铜粉和铝粉的方法，其步骤如下：
27.1)将废旧动力电池依次进行拆解、放电、清洗烘干、一级破碎、热解和二级破碎后，热解步骤后的渣料包含金属混合物和电极活性物质，渣料冷却后进行二级破碎得到原矿，得到粒度为-0.6mm的原矿。
28.2)浮选粗选：将破碎后粒度为-0.6mm的原矿进行浮选，筛分后分为浮选粗选尾矿和浮选粗选精矿。本步骤中，浮选粗选的工艺条件为：充气量为20-60ml/min，ph值为6-8，煤油含量100-500g/t，浮选时间为1-4min；由于原矿的粒度范围较广，需要对原矿进行初步浮选，以确保后续浮选精选后能够获得的品质较好的碳粉材料。
29.3)浮选扫选：将所述浮选粗选尾矿进行浮选扫选，筛选后分为浮选扫选尾矿和浮选扫选精矿。本步骤中，浮选扫选步骤的工艺条件为：充气量为80ml/min，ph值为7，煤油含量150g/t，浮选时间为5min。
30.4)浮选精选：将浮选粗选精矿进行浮选精选，筛选后分为碳粉物料与浮选精选尾矿，浮选精选尾矿与浮选扫选精矿汇集并回流再次进行浮选粗选步骤。本步骤中，浮选精选步骤的工艺条件为：充气量为100ml/min，ph值为7，煤油含量50g/t，浮选时间为5min；对回收的碳粉物料进行组分测定，其中c品位为89.32％，c的回收率为92.17％，具有较高的品位和回收率。
31.5)螺旋溜槽分选：将浮选扫选尾矿导入螺旋溜槽中进行冲洗，冲洗后分为螺旋溜槽尾矿和螺旋溜槽精矿，螺旋溜槽精矿作为电极粉回收。本步骤中，优选的水流流速为15l/min。在实际实验过程中，当冲洗水水流速度较小时，矿浆无法松散以获得稳定有效的分选效果；而当冲洗水流流速度过大时，较多铜和铝会冲入到电极粉中，使最终获得的电极粉中含铜铝较多，进而使单独获得的铜粉和铝粉回收量较低；即冲洗水流流速的变化会影响后续对铜粉和铝粉的回收率，则需要对螺旋溜槽分选时的水流流速进行严格控制。
32.6)一级摇床分选：将螺旋溜槽尾矿导入摇床中进行水流冲洗，冲洗后分为一级粗颗粒矿、一级中颗粒矿和一级细颗粒矿。本步骤中，优选的水流流速为5l/min。
33.7)二级摇床分选：将一级中颗粒矿导入摇床中进行水流冲洗，冲洗后分为二级粗
颗粒矿、二级中颗粒矿和二级细颗粒矿，二级中颗粒矿回流再次进行一级摇床分选步骤，一级细颗粒矿和二级细颗粒矿汇集作为电极粉回收。本步骤中，优选的水流流速为8l/min。
34.8)三级摇床分选：将一级粗颗粒矿和二级粗颗粒矿导入摇床中进行水流冲洗，冲洗后三级粗颗粒矿、三级中颗粒矿和三级细颗粒矿，三级粗颗粒矿作为铜粉回收，三级中颗粒矿回流再次进行三级摇床分选步骤，三级细颗粒矿作为铝粉回收。本步骤中，优选的水流流速为12l/min。对本实施例中回收获得的电极粉、铜粉和铝粉进行组分测定，具体结果如表1所示，铜粉的回收率能够达到90％以上，铝粉的回收率能够达到85％以上，则回收获得的碳粉物料、铜粉和铝粉均具有较高的品位和回收率，回收所获得的碳粉物料、铜粉和铝粉能够符合直接普通出售的标准。
35.表1实施例1中铜粉、铝粉、电极粉的回收率和品位
[0036][0037]
对比例1
[0038]
该对比例与实施例1相比，未进行浮选粗选、浮选精选以及浮选扫选步骤，而直接依次执行后续的螺旋溜槽分选以及三级摇床分选步骤，则实施例1中的碳粉物料将汇入电极粉中，螺旋溜槽分选以及三级摇床分选步骤的工艺参数与实施例1保持一致。最终对获得的电极粉、铜粉和铝粉进行组分测定，具体结果如表2所示，与表1对比，本对比例中铜粉、铝粉的品位和回收率明显较实施例1更低，则说明实施例1中在螺旋溜槽分选步骤之前设置浮选粗选、浮选精选以及浮选扫选步骤，能够显著提高碳粉物料、铜粉和铝粉的品位和回收率。
[0039]
表2对比例1中铜粉、铝粉、电极粉的回收率和品位
[0040][0041]
对比例2
[0042]
该对比例与实施例1相比，未进行三级摇床分选步骤，而是将三级摇床分选步骤替换为常用的三级螺旋溜槽的重选方式，前述浮选粗选、浮选精选以及浮选扫选步骤仍与实施例1的工艺条件保持一致，即所获得的碳粉物料是一致的。最终对获得的铜粉和铝粉进行组分测定，与表3对比，本对比例中铜粉、铝粉的品位和回收率较低，则说明实施例1中在螺旋溜槽分选步骤之后设置三级摇床分选，相比于现有常用的三级螺旋溜槽重选，能够显著提高铜粉和铝粉的品位和回收率。
[0043]
表3对比例2中铜粉、铝粉、电极粉的回收率和品位
[0044][0045]
通过上述实施例1与对比例1～2的比较可知，本发明中浮选-螺旋溜槽-多级摇床分选的组合方式，各分选步骤并不能进行割裂，而需要按顺序严格执行，才能获得碳粉、铜箔粉和铝箔粉的品位和回收率均具有较高水平的效果。
[0046]
区别于现有技术的情况，本发明提供了一种从废旧动力电池黑粉料中分离碳粉、铜粉和铝粉的方法，通过将黑粉配制成悬浮液先进行浮选粗选，随后进行浮选精选分离出合格品质的石墨碳粉，再对浮选扫选脱碳后的黑粉依次进行螺旋溜槽、多级摇床重选，最终分离获得铜箔粉、铝箔粉和电极粉，且分离获得碳粉、铜箔粉和铝箔粉均具有较高的品位和回收率，显著提升了对废旧动力电池黑粉料回收利用率。
[0047]
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。技术特征：
1.一种从废旧动力电池黑粉料中分离碳粉、铜粉和铝粉的方法，其特征在于，其步骤包括：浮选粗选：将破碎后粒度为-0.6mm的原矿进行浮选，筛分后分为浮选粗选尾矿和浮选粗选精矿；浮选扫选：将所述浮选粗选尾矿进行浮选扫选，筛选后分为浮选扫选尾矿和浮选扫选精矿；浮选精选：将所述浮选粗选精矿进行浮选精选，筛选后分为碳粉物料与浮选精选尾矿，所述浮选精选尾矿与浮选扫选精矿汇集并回流再次进行所述浮选粗选步骤；螺旋溜槽分选：将所述浮选扫选尾矿导入螺旋溜槽中进行冲洗，冲洗后分为螺旋溜槽尾矿和螺旋溜槽精矿，所述螺旋溜槽精矿作为电极粉回收；一级摇床分选：将所述螺旋溜槽尾矿导入摇床中进行水流冲洗，冲洗后分为一级粗颗粒矿、一级中颗粒矿和一级细颗粒矿；二级摇床分选：将所述一级中颗粒矿导入摇床中进行水流冲洗，冲洗后分为二级粗颗粒矿、二级中颗粒矿和二级细颗粒矿，所述二级中颗粒矿回流再次进行所述一级摇床分选步骤，所述一级细颗粒矿和二级细颗粒矿汇集作为电极粉回收；三级摇床分选：将所述一级粗颗粒矿和二级粗颗粒矿导入摇床中进行水流冲洗，冲洗后三级粗颗粒矿、三级中颗粒矿和三级细颗粒矿，所述三级粗颗粒矿作为铜粉回收，所述三级中颗粒矿回流再次进行所述三级摇床分选步骤，所述三级细颗粒矿作为铝粉回收；所述浮选粗选的工艺条件为：充气量为20-60ml/min，ph值为6-8，煤油含量100-500g/t，浮选时间为1-4min。2.根据权利要求1中所述的从废旧动力电池黑粉料中分离碳粉、铜粉和铝粉的方法，其特征在于，所述浮选扫选步骤的工艺条件为：充气量为40-120ml/min，ph值为6-8，煤油含量100-250g/t，浮选时间为3-6min；所述浮选粗选步骤中的充气量小于所述浮选扫选步骤中的充气量。3.根据权利要求1中所述的从废旧动力电池黑粉料中分离碳粉、铜粉和铝粉的方法，其特征在于，所述浮选精选步骤的工艺条件为：充气量为80-120ml/min，ph值为6-8，煤油含量50g/t，浮选时间为3-6min。4.根据权利要求1中所述的从废旧动力电池黑粉料中分离碳粉、铜粉和铝粉的方法，其特征在于，所述螺旋溜槽步骤中水流流速为14-16l/min。5.根据权利要求1中所述的从废旧动力电池黑粉料中分离碳粉、铜粉和铝粉的方法，其特征在于，所述一级摇床分选步骤中水流流速为4-6l/min。6.根据权利要求1中所述的从废旧动力电池黑粉料中分离碳粉、铜粉和铝粉的方法，其特征在于，所述二级摇床分选步骤中水流流速为7-9l/min。7.根据权利要求1中所述的从废旧动力电池黑粉料中分离碳粉、铜粉和铝粉的方法，其特征在于，所述三级摇床分选步骤中水流流速为10-13l/min。8.根据权利要求1中所述的从废旧动力电池黑粉料中分离碳粉、铜粉和铝粉的方法，其特征在于，所述浮选粗选步骤之前还包括：将废旧动力电池依次进行拆解、放电、清洗烘干、一级破碎、热解和二级破碎后，得到粒度为-0.6mm的原矿。
9.根据权利要求8中所述的从废旧动力电池黑粉料中分离碳粉、铜粉和铝粉的方法，其特征在于，所述热解步骤后的渣料包含金属混合物和电极活性物质，所述渣料冷却后进行二级破碎得到原矿。
技术总结
本发明公开了一种从废旧动力电池黑粉料中分离碳粉、铜粉和铝粉的方法，其步骤包括浮选粗选，浮选扫选，浮选精选，螺旋溜槽分选，一级摇床分选，二级摇床分选以及三级摇床分选。本发明通过将黑粉配制成悬浮液先进行浮选粗选，随后进行浮选精选分离出合格品质的石墨碳粉，再对浮选扫选脱碳后的黑粉依次进行螺旋溜槽、多级摇床重选，最终分离获得铜箔粉、铝箔粉和电极粉，且分离获得的碳粉、铜箔粉和铝箔粉均具有较高的品位和回收率，显著提升了对废旧动力电池黑粉料回收利用率。动力电池黑粉料回收利用率。动力电池黑粉料回收利用率。
技术研发人员：许鹏云 许开华 张坤 李琴香 黄冬波 刘炼 刘宜桥
受保护的技术使用者：武汉动力电池再生技术有限公司
技术研发日：2023.01.07
技术公布日：2023/5/4
声明：
“从废旧动力电池黑粉料中分离碳粉、铜粉和铝粉的方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：武汉动力电池再生技术有限公司
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2024年05月17日 ~ 19日 
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