PL240110B1

PL240110B1 - Method for recycling titanium chips

Info

Publication number: PL240110B1
Application number: PL421337A
Authority: PL
Inventors: Dariusz Lewandowski; Jerzy Kozłowski; Wojciech Mikłasz
Original assignee: Inst Metali Niezelaznych
Priority date: 2017-04-19
Filing date: 2017-04-19
Publication date: 2022-02-14
Also published as: PL421337A1

Description

PL 240 110 B1PL 240 110 B1

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób recyklingu zwłaszcza baterii wtórnych.The invention relates to a method of recycling, in particular, secondary batteries.

Znany jest z PL 215957 sposób destrukcji i odzyskiwania metali oraz gazu z zużytego sprzętu elektronicznego i elektrotechnicznego, polegający na demontażu tego sprzętu, segregacji i rozdrabnianiu zdemontowanych elementów, zawierających metale i ich stopy oraz tworzywa sztuczne i szkło, oraz ich zmagazynowaniu i podawaniu za pomocą przenośnika do pieca celem ich spalenia i poddania przetworzonego produktu dalszym procesom metalurgicznym i oczyszczającym wytwarzany gaz, charakteryzuje się tym, że rozdrobnione na odpowiednie granulaty i zmagazynowane w zbiorniku magazynowym elementy sprzętu, zawierające metale i ich stopy, dozuje się z tego zbiornika do pieca plazmowego, a elementy tego sprzętu zawierające w sobie tworzywa sztuczne i szkło, dozuje się do plazmotronu, w których w temperaturze 3000°C-4000°C dokonuje się spalania tych wsadów, a otrzymane w wyniku tego spalania zróżnicowane frakcje w postaci stopu metalicznego, żużla z fazą metaliczną, pyłu z frakcją metaliczną i popiołu z fazą metaliczną poddaje się dalszej obróbce termicznej, otrzymany gaz i jego nadmiar przesyła się do zbiornika gazu, zaś otrzymany żużel ekologiczny przesyła się do magazynu.There is known from PL 215957 a method of destruction and recovery of metals and gas from waste electronic and electrotechnical equipment, consisting in disassembling this equipment, segregating and shredding disassembled elements containing metals and their alloys, as well as plastics and glass, and their storage and feeding by means of a conveyor to the furnace in order to burn them and subject the processed product to further metallurgical and purifying processes of the gas produced, characterized by the fact that the equipment elements, comminuted into appropriate granules and stored in the storage tank, containing metals and their alloys, are dosed from this tank to the plasma furnace, and elements of this equipment, containing plastic and glass in them, are dosed to the plasmatron, in which at a temperature of 3000 ° C-4000 ° C these charges are burned, and the various fractions obtained as a result of this combustion are in the form of a metallic alloy, slag with a metallic phase , metal dust and fa. ash The metal is subjected to further thermal treatment, the obtained gas and its excess are sent to the gas tank, and the obtained ecological slag is sent to the storage.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu recyklingu baterii wtórnych, który pozwala na całkowity przerób baterii w krótkim czasie oraz linia z mechaniczno-termicznym przetwarzaniem baterii wtórnych Li-ion pozwala otrzymać w ramach jednego procesu przetwarzania gotowe frakcje produktowe w postaci tworzyw sztucznych, masy czarnej aluminiowej, (elektrodowej), stal magnetyczną i frakcję foli miedziano-aluminiowejThe aim of the invention is to develop such a method of recycling secondary batteries that allows for the complete processing of batteries in a short time, and a line with mechanical-thermal processing of Li-ion secondary batteries allows to obtain finished product fractions in the form of plastics, black aluminum mass, in one processing process, (electrode), magnetic steel and a copper-aluminum foil fraction

Istotą wynalazku jest sposób recyklingu zwłaszcza baterii wtórnych charakteryzujący się tym, że baterie korzystnie rozdrobnione zamraża się w ciekłym azocie w czasie od 5 do 15 minut, a następnie rozdrabnia w rozdrabniaczu I stopnia walcowo-śrubowym aż do rozdzielenia zewnętrznych obudów tworzywowych od ogniw, tak rozdrobnioną frakcję podaje się na taśmociąg kierując do pojemnika n a tworzywa sztuczne, przy czym podczas przesuwu usuwa się frakcję magnetyczną ogniwa poprzez separator magnetyczny którą poddaje się rozdrabnianiu korzystnie rozdrabniaczem nożowym II stopnia, a następnie kieruje do pieca prażalniczego i podgrzewa do temperatury 400°C-550°C i tak wyprażony materiał rozdrabnia się korzystnie rozdrabniaczem młotkowym i mieli, a następnie przesiewa na cztery klasy ziarnowe.The essence of the invention is a method of recycling, especially secondary batteries, characterized in that preferably fragmented batteries are frozen in liquid nitrogen for 5 to 15 minutes, and then shredded in a 1st stage helical-screw crusher until the outer plastic housings are separated from the cells, so fragmented the fraction is fed to the conveyor, directed to the container for plastics, and during the transport, the magnetic fraction of the cell is removed through a magnetic separator, which is crushed, preferably with a second degree knife grinder, and then sent to the roasting furnace and heated to a temperature of 400 ° C-550 ° The and thus calcined material is preferably crushed with a hammer mill and ground, and then sieved into four grain sizes.

Sposób według wynalazku umożliwia przetwarzanie odpadu baterii wtórnych akumulatorów Liion, gdzie produktami procesu są: tworzywa sztuczne, magnetyczna stal, masa elektrodowa oraz mieszanina foli miedziano-aluminiowej.The method according to the invention enables the processing of waste from Liion secondary batteries, where the products of the process are: plastics, magnetic steel, electrode mass and a mixture of copper-aluminum foil.

W procesie przewidziano cztery strefy technologiczne: strefa I - schładzanie produktów procesu, strefa II wstępne rozdrabnianie produktów, strefa III prażenie, strefa IV końcowe domielanie i separacji. W powyższej technologii można przetwarzać akumulatory Li-ion pochodzące z komputerów przenośnych, elektronarzędzi i innych urządzeń przemysłowych i mobilnych.The process includes four technological zones: zone I - cooling of the process products, zone II - initial grinding of the products, zone III roasting, zone IV - final regrinding and separation. The above technology can process Li-ion batteries from notebook computers, power tools and other industrial and mobile devices.

Sposób przedstawiono na rysunku, na którym uwidoczniono schemat blokowy technologii.The method is shown in the drawing which shows a block diagram of the technology.

Na fig. 1 przedstawiono schemat blokowy procesu recyklingu baterii wtórnych, a na fig. 2 linię technologiczną do przetwarzania odpadu baterii wtórnych (akumulatorów) Li-ion, gdzie 1 - chłodzenie wstępne, 2 - kosze zanurzeniowe, 3 - zbiornik z ciekłym azotem, 4 - zbiornik zasypowy, 5 - taśmociąg do rozdrabniacza I stopnia, 6 - rozdrabniacz I stopnia walcowo-śrubowy, 7 - taśmociąg z tworzywami, 8 - magnetyczny separator nadtaśmowy, 9 - taśmociąg z ogniwami do rozdrabniacza II stopnia, 10 - nożowy rozdrabniacz II stopnia, 11 - taśmociąg do pieca prażalniczego, 12 - piec do prażenia, 13 - strefa wstępnej separacji na sicie obrotowym, 14 - przenośnik ślimakowy, 15 - rozdrabniacz młotkowy, 16 - taśmociąg do przenośnika ślimakowego, 17 - separator nadtaśmowy, 18 - przenośnik ślimakowy, 19 - separator wielopokładowy, 20 - odciąg do filtra patronowego.Fig. 1 shows a block diagram of the recycling process for secondary batteries, and Fig. 2 shows a technological line for processing waste Li-ion secondary batteries (accumulators), where 1 - initial cooling, 2 - immersion baskets, 3 - liquid nitrogen tank, 4 - hopper, 5 - conveyor belt to the 1st stage shredder, 6 - 1st stage helical shredder, 7 - plastic conveyor belt, 8 - overband magnetic separator, 9 - belt conveyor with links to the 2nd stage shredder, 10 - 2nd stage shredder, 11 - roasting furnace conveyor belt, 12 - roasting furnace, 13 - preliminary separation zone on a rotary sieve, 14 - screw conveyor, 15 - hammer mill, 16 - conveyor belt to the screw conveyor, 17 - overband separator, 18 - screw conveyor, 19 - multi-deck separator, 20 - extraction to a cartridge filter.

P r z y k ł a dExample

Proces rozpoczyna się, o ile jest on prowadzony w okresie, gdzie temperatura otoczenia jest wyższa niż 15°C od schłodzenia materiału w magazynie chłodni (1). W przypadku realizacji procesu w okresach przejściowych i zimowych, gdzie temperatura nie przekracza 15°C stosowanie magazynu w chłodni nie jest konieczne. Kolejnym etapem procesu jest zamrażanie akumulatorów w ciekłym azocie. Do tego celu niezbędne są kosze zanurzeniowe (2) oraz zbiornik z ciekłym azotem (3). Czas wymrażania uzależniony jest od temperatury otoczenia, gabarytu akumulatorów i poziomu ciekłego azotuThe process begins if it is carried out in the period when the ambient temperature is higher than 15 ° C after the material is cooled down in the cold store (1). In the case of implementation of the process in the transitional and winter periods, where the temperature does not exceed 15 ° C, the use of a cold store is not necessary. The next step in the process is to freeze the batteries in liquid nitrogen. For this purpose, immersion baskets (2) and a liquid nitrogen tank (3) are required. The freezing time depends on the ambient temperature, the size of the batteries and the level of liquid nitrogen

Claims

The temperature in the tank is approximately 10 minutes on average. Frozen material in liquid nitrogen goes through the charging tank (4) and conveyor belt (5) to the 1st stage helical-helical crusher, where the outer plastic casing is separated from the cells. The shredded fraction goes to the conveyor belt (7) leading to the container with waste plastics. Above the conveyor belt (7), an over-belt magnetic separator (8) is installed, which takes the magnetic fraction of the cell and transfers it to the conveyor belt (9) leading to the 2nd stage knife shredder (10). In the knife shredder, the cells are fragmented, which go to the roasting furnace (12) via the conveyor belt (11). In the roasting furnace with a rotary retort, the charge is heated to the temperature of 400 ° C-550 ° C in order to eliminate the organic material from the electrode fraction. The furnace has a resistance heating system with three heating zones and temperature panel metering. In the lower part of the furnace, an extraction is installed, which is connected to the cartridge filter through a pipeline system. The furnace dust is trapped on the outer surface of the cartridge. Dust removal from the patrons is carried out by compressed air pulses. In the furnace, we regulate the speed of material movement by changing the rotational speed and the level of the furnace tilt. A separation sieve (13) was installed in the lower part of the furnace retort to initially separate the loose fraction with a granulation below 0.2 mm. After the roasting process, the material goes through the screw conveyor (14) to the hammer crusher (15), where it is ground. Then, through the conveyor belt (16), it goes to the screw conveyor (18) above the conveyor belt, an over-belt magnetic separator (17) is installed, where the magnetic steel of the cell casings is separated. The non-magnetic electrode and Cu / Al fraction passes through the transfer system to the multi-deck screen (19), which has three screens with diameters: 6/3/1 mm. From the screening process of the non-magnetic fraction, we obtain 4 product grain classes:> 6 mm Cu / Al fraction; 6-3 mm Cu / Al fractions: 3-1 Cu / Al fractions with inclusions of the electrode mass and <1 mm fraction of the electrode mass.

Patent claim

The method of recycling, especially secondary batteries, characterized in that the fragmented batteries are preferably frozen in liquid nitrogen for 5 to 15 minutes, and then crushed in a 1st stage helical-helical crusher until the outer plastic casings are separated from the cells, such a fragmented fraction is fed to the conveyor and directed to the container for plastics, while during the movement the magnetic fraction of the cell is removed through a magnetic separator, which is crushed, preferably with a second degree knife grinder, and then sent to the roasting furnace and heated to a temperature of 400 ° C-550 ° C the thus calcined material is preferably crushed with a hammer mill and ground, and then sieved into four grain sizes.