鋰電池回收破碎粉塵處理工藝需結合粉塵特性(如重金屬、鋰化合物、有機溶劑等)及環(huán)保要求,采用多級處理、資源循環(huán)及智能防控技術,具體流程如下:
1.粉塵特性與來源
成分:含鋰、鈷、鎳氧化物顆粒(PM?.?)、石墨粉塵、金屬碎屑(銅、鋁)、電解液揮發(fā)物(NMP、碳酸酯類)、氟化物(HF、PF?)及少量氮氧化物(NO?)。
來源:破碎工序(帶電/非帶電電池破碎)、分選、研磨及輸送過程,尤其高濃度粉塵易引發(fā)爆炸風險。
2.核心處理工藝流程
(1)收集與輸送
密閉集氣系統(tǒng):在破碎、分選工位安裝密閉集氣罩(收集效率≥99%),配合耐腐管道(PVC/玻璃鋼)輸送,防止酸性氣體腐蝕。
惰性氣體保護:采用氮氣/二氧化碳置換氧氣(氧含量≤2%),抑制粉塵爆炸,尤其帶電破碎時需全程氮氣氛圍(壓力≥0.1MPa)。
(2)預處理與熱解
帶電破碎:直接破碎帶電電池,避免傳統(tǒng)放電步驟的高能耗與安全風險,破碎粒度≤30mm。
熱解處理:低溫(100-200℃)揮發(fā)電解液(如NMP回收率≥85%),中溫(400-600℃)分解隔膜/粘結劑,高溫(600-750℃)還原正極材料(如三元電池),提升鋰、鈷、鎳回收率至98%以上。
(3)多級除塵與分選
初級除塵:旋風除塵器去除大顆粒(效率≥85%),布袋除塵器攔截PM?.?(效率≥99.9%),末端活性炭吸附殘留VOCs。
磁選與分選:磁選機分離鐵磁性物質(回收率≥99%),渦電流分選機分離銅鋁(純度≥99%),氣流分選進一步分離輕質雜質(如隔膜碎片)。
精細化處理:研磨至微米級粒徑,高精度篩分確保黑粉(磷酸鐵鋰粉)純度≥99.5%,滿足電池級原料標準。
(4)尾氣與廢水處理
尾氣處理:采用“堿液噴淋(中和HF/HCl)+ RTO焚燒(VOCs去除率≥99%)+ 活性炭吸附”組合工藝,排放濃度符合GB 30484-2013標準(如NMHC≤50mg/m³、HF≤1mg/m³)。
廢水處理:設備清洗廢水經(jīng)預處理后排入廠區(qū)污水處理系統(tǒng),實現(xiàn)零排放。
(5)防爆與安全措施
防爆設計:設備內(nèi)置惰化系統(tǒng)(氮氣濃度≥98%)、隔爆/泄爆裝置、自動滅火系統(tǒng)及火焰/溫度監(jiān)測傳感器。
智能監(jiān)控:實時監(jiān)測氧含量、粉塵濃度、設備負荷,通過PLC/MES系統(tǒng)實現(xiàn)動態(tài)調控與預測性維護。
3.資源回收與節(jié)能技術
高值化回收:黑粉(磷酸鐵鋰粉)回收率≥98%,銅/鋁回收率≥99%,隔膜回收率≥95%,可直接回用于電池生產(chǎn)或冶金行業(yè)。
余熱回收:RTO焚燒產(chǎn)生的熱量用于預熱進氣或生產(chǎn)過程,能耗降低30%-40%。
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