一种磷酸铁锂电池回收处理浸出装置及方法与流程

    技术2024-11-30  17


    本发明涉及磷酸铁锂电池回收领域,尤其涉及一种磷酸铁锂电池回收处理浸出装置及方法。


    背景技术:

    1、磷酸铁锂电池在达到设计使用寿命后,为了使用安全以及使用质量,需要对磷酸铁锂电池报废回收,其中,对磷酸铁锂电池中的三元黑粉在回收时,目前主要使用浸出工艺;

    2、目前浸出工艺主要步骤为三元黑粉碱浸出除铝、碱浸出液沉铝及溶解提锂,主要步骤中需要多次浸出;

    3、例如,授权公告号为cn116111226b的中国专利公开的一种磷酸铁锂电池回收处理浸出装置及其使用方法,包括有单次浸出筒,所述单次浸出筒的顶部设置有加料输送筒,还包括:密封浸出仓,设置于所述单次浸出筒的内部。本技术方案通过单次浸出筒对磷酸铁锂电池拆解回收的磷酸铁锂材料进行浸出,多个单次浸出筒相互贴合设置时,其上的连接输送口与顶端输送口相互对应连接,从而可以快速连接多个单次浸出筒构成多次浸出加工系统,而密封浸出仓中的升降过滤筒通过上下移动可以快速分离浸出液和固体产物,并将浸出液压入连接输送管以输送至相邻连接的另一个单次浸出筒,从而便于进行多次浸出处理,无需额外设置泵送装置和管道连接结构,调节使用时更加灵活方便;

    4、上述装置通过将多个浸出筒相邻排布,在每个浸出筒内通过滤筒分离浸出液与固体产物,省去泵送装置,但是在分离浸出液与固体产物时,仅通过滤筒过滤,让浸出液利用自重从固体产物内分离,这会导致过滤不充分,影响浸出效果。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本发明的目的在于提出一种磷酸铁锂电池回收处理浸出装置及方法,以实现挤压分离浸出液与固体产物,提升浸出效率。

    2、为达到上述技术目的,本发明提供了一种磷酸铁锂电池回收处理浸出装置,包括:反应釜,所述反应釜内转动连接有搅拌轴,所述搅拌轴底部转动连接有往复丝杆;隔板,设置在反应釜内部,所述反应釜内部经所述隔板隔断,呈上下分为第一腔室和第二腔室,所述隔板中部镂空,用于连通第一腔室和第二腔室;螺筒,与往复丝杆螺纹连接;滤板,固定于螺筒上,且所述滤板外周与反应釜垂直滑动密封连接。

    3、优选地,所述反应釜的顶部固定有用于进料的进料管,所述反应釜的侧面固定有用于出料的出料管,所述进料管和出料管皆与第一腔室连通;所述反应釜的顶部固定有电机,所述电机的输出端与搅拌轴连接固定。

    4、优选地,所述螺筒外表面伸缩连接有进液筒,所述滤板固定在进液筒上,所述螺筒与进液筒之间设有第一弹簧,所述第一弹簧的两端分别与螺筒和进液筒相抵。

    5、优选地,所述进液筒上下贯通,且所述进液筒的底部铰接有第一阀片,所述第一阀片用于封闭进液筒的底部,所述第一阀片与进液筒铰接点固定有扭簧,扭簧用于为第一阀片提供复位弹力。

    6、优选地,所述搅拌轴与往复丝杆之间固定有控制搅拌轴与往复丝杆联动的离合组件。

    7、优选地,所述离合组件包括:连接座,固定在隔板上,所述搅拌轴与连接座转动连接;电磁铁,固定于离合套筒表面;离合套筒,与往复丝杆滑动连接,所述搅拌轴和往复丝杆相邻的端部皆均匀固定有与离合套筒配合的凸块;阀座,与离合套筒转动连接,且所述阀座用于封闭隔板上镂空处;第二弹簧,两端分别与电磁铁和阀座相抵。

    8、优选地,所述反应釜底部开设有出料口,且所述反应釜底部设有第二阀片用于封闭出料口;所述反应釜底部固定有第一连接桩和第二连接桩,所述第二阀片与第一连接桩铰接,所述第二阀片下表面固定有第三连接桩,所述第二连接桩与第三连接桩之间设有油缸,所述油缸的两端分别与第二连接桩和第三连接桩铰接。

    9、一种磷酸铁锂电池回收处理浸出方法,应用于上述的磷酸铁锂电池回收处理浸出装置,所述浸出方法包括:

    10、在反应釜中加入反应原液,并采集原液容量值;

    11、匀速加入三元黑粉,并采集三元黑粉重量值与体积;

    12、将容量值、重量值和体积输入浸出时间识别模型,输出所需搅拌时间;

    13、所述电机驱动搅拌轴搅拌,并记录实时搅拌时间,使三元黑粉与反应原液充分混合,三元黑粉料中残余的铝单质溶解在稀碱溶液中,获得反应固体物;

    14、将实时搅拌时间与所需搅拌时间作比对,判定是否生成排渣指令;

    15、所述电磁铁基于排渣指令通电工作,所述电磁铁通电产生磁力吸附阀座,所述阀座带动离合套筒啮合于搅拌轴和往复丝杆之间;

    16、所述往复丝杆随着搅拌轴转动,使螺筒上下往复运动,从而带动滤板上下往复运动将反应固体物与原液分离。

    17、优选地,浸出时间识别模型的训练方法包括:预采集g组历史反应数据,反应数据包括三元黑粉的重量值和体积、原液的容量值以及与重量值、体积和容量值对应的所需搅拌时间;

    18、将一组重量值、体积和容量值与重量值、体积和容量值对应的所需搅拌时间,转换为一组第一特征向量;

    19、将第一特征向量作为机器学习模型的输入,所述机器学习模型以对每组重量值、体积和容量值的预测所需搅拌时间为输出,以最小化所有所需搅拌时间的预测准确度之和作为训练目标;对机器学习模型进行训练,直至预测准确度之和达到收敛时停止训练,并将训练得到的机器学习模型作为浸出时间识别模型,机器学习模型为朴素贝叶斯模型和支持向量机模型的其中一种。

    20、优选地,判定是否生成排渣指令方法包括:若实时搅拌时间大于或等于所需搅拌时间,则生成排渣指令;若实时搅拌时间小于所需搅拌时间,则不生成排渣指令。

    21、从以上技术方案可以看出,本申请具有以下有益效果:

    22、1:通过将反应釜内分为第一腔室和第二腔室,在第二腔室内设有滤板,可随着螺筒上下往复运动,挤压混合液,充分过滤出固体产物。

    23、2:搅拌轴与丝杆转动连接,通过离合组件控制联动,在排出固体产物时,不影响第一腔室的混合,提高浸出效率。



    技术特征:

    1.一种磷酸铁锂电池回收处理浸出装置,其特征在于,包括:反应釜(1),所述反应釜(1)内转动连接有搅拌轴(2),所述搅拌轴(2)底部转动连接有往复丝杆(21);隔板(3),设置在反应釜(1)内部,所述反应釜(1)内部经所述隔板(3)隔断,呈上下分为第一腔室和第二腔室,所述隔板(3)中部镂空,用于连通第一腔室和第二腔室;螺筒(4),与往复丝杆(21)螺纹连接;滤板(5),固定于螺筒(4)上,且所述滤板(5)外周与反应釜(1)滑动密封连接。

    2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池回收处理浸出装置,其特征在于,所述反应釜(1)的顶部固定有用于进料的进料管(11),所述反应釜(1)的侧面固定有用于出料的出料管(12),所述进料管(11)和出料管(12)皆与第一腔室连通;所述反应釜(1)的顶部固定有电机(13),所述电机(13)的输出端与搅拌轴(2)连接固定。

    3.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池回收处理浸出装置,其特征在于,所述螺筒(4)外表面伸缩连接有进液筒(41),所述滤板(5)固定在进液筒(41)上,所述螺筒(4)与进液筒(41)之间设有第一弹簧(42),所述第一弹簧(42)的两端分别与螺筒(4)和进液筒(41)相抵。

    4.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池回收处理浸出装置,其特征在于,所述进液筒(41)上下贯通,且所述进液筒(41)的底部铰接有第一阀片(43),所述第一阀片(43)用于封闭进液筒(41)的底部,所述第一阀片(43)与进液筒(41)铰接点固定有扭簧,扭簧用于为第一阀片(43)提供复位弹力。

    5.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池回收处理浸出装置,其特征在于,所述搅拌轴(2)与往复丝杆(21)之间固定有控制搅拌轴(2)与往复丝杆(21)联动的离合组件(6)。

    6.根据权利要求5所述的一种磷酸铁锂电池回收处理浸出装置,其特征在于,所述离合组件(6)包括:连接座(61),固定在隔板(3)上,所述搅拌轴(2)与连接座(61)转动连接;电磁铁(62),固定于离合套筒(63)表面;离合套筒(63),与往复丝杆(21)滑动连接,所述搅拌轴(2)和往复丝杆(21)相邻的端部皆均匀固定有与离合套筒(63)配合的凸块;阀座(64),与离合套筒(63)转动连接,且所述阀座(64)用于封闭隔板(3)上镂空处;第二弹簧(65),两端分别与电磁铁(62)和阀座(64)相抵。

    7.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池回收处理浸出装置,其特征在于,所述反应釜(1)底部开设有出料口,且所述反应釜(1)底部设有第二阀片(7)用于封闭出料口;所述反应釜(1)底部固定有第一连接桩(71)和第二连接桩(81),所述第二阀片(7)与第一连接桩(71)铰接,所述第二阀片(7)下表面固定有第三连接桩(82),所述第二连接桩(81)与第三连接桩(82)之间设有油缸(8),所述油缸(8)的两端分别与第二连接桩(81)和第三连接桩(82)铰接。

    8.一种磷酸铁锂电池回收处理浸出方法,应用于权利要求1-7任一项所述的一种磷酸铁锂电池回收处理浸出装置,其特征在于,所述浸出方法包括:

    9.根据权利要求8所述的一种磷酸铁锂电池回收处理浸出方法,其特征在于,浸出时间识别模型的训练方法包括:预采集g组历史反应数据,反应数据包括三元黑粉的重量值和体积、原液的容量值以及与重量值、体积和容量值对应的所需搅拌时间;

    10.根据权利要求8所述的一种磷酸铁锂电池回收处理浸出方法,其特征在于,判定是否生成排渣指令方法包括:若实时搅拌时间大于或等于所需搅拌时间,则生成排渣指令;若实时搅拌时间小于所需搅拌时间,则不生成排渣指令。


    技术总结
    本发明公开了一种磷酸铁锂电池回收处理浸出装置及方法,涉及磷酸铁锂电池回收领域。现提出如下方案,其包括:反应釜,所述反应釜内转动连接有搅拌轴,所述搅拌轴底部转动连接有往复丝杆;隔板,将反应釜内呈上下分为第一腔室和第二腔室,所述隔板中部镂空,用于连通第一腔室和第二腔室;螺筒,与往复丝杆螺纹连接;滤板,固定于螺筒上,且所述滤板外周与反应釜垂直滑动密封连接。通过将反应釜内分为第一腔室和第二腔室,在第二腔室内设有滤板,可随着螺筒上下往复运动,挤压混合液,充分过滤出固体产物;搅拌轴与丝杆转动连接,通过离合组件控制联动,在排出固体产物时,不影响第一腔室的混合,提高浸出效率。

    技术研发人员:陈水生,钟志远,赖冬平
    受保护的技术使用者:江西江铼新材料科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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