技术领域
[0001] 本实用新型属于废旧资源
回收利用领域，具体涉及一种基于跳汰机分选的废旧锌锰干电池回收系统。
背景技术
[0002] 随着各种轻便电器的普及,人们对电池的需求量剧增.2009年我国化学电池产量超过335亿只,其中普通锌锰电池195亿只,
碱锰电池90亿只，而废旧电池回收率却很低，几乎是一扔了之。这些被遗弃的废旧电池不仅会造成资源的巨大浪费，对环境和人体也会产生极大的危害。以每年生产100亿只干电池计算，全年将要消耗Zn15.6万t，MnO222.6万t，Cu2080t，氯化Zn2.7万t，NH4Cl7.9万t，
碳棒4.3万t，Hg40多t。Zn的年消耗量占我国Zn产量的13%左右。据初步测算，如将我国每年报废的干电池回收30%，那么就可回收Zn3万t，MnO25万t，Hg15万t，价值达4—5亿元人民币。现行干电池回收系统有
固化深埋、存放于废矿井、
热处理、湿处理、
真空热处理，这些系统或者是污染大，或者是离现实生产有一定距离。鉴于废旧普通锌锰干电池中各材料
密度差异大，作者尝试用
盐酸做介质利用重选原理回收利用废旧普通锌锰干电池。
[0003] 目前对锌锰干电池的处理技术主要包括火法和湿法
冶金等处理方法，但同时因为上述方法能耗大、产业化投入大，且还将产生大量的生产
废水，从节能环保
角度看并非最佳方法。
[0004] 随着铅酸电池因政策限制，市场组建萎缩，具有高性价比的锌锰
锂离子电池的使用量将迅速增长，进而在生产消费过程中会产生大量的锌锰系锂离子电池
肥料和废旧电池，因此它们的简易、低投入回收利用将显得尤为重要。
发明内容
[0005] 本实用新型的目的是提供一种基于跳汰机分选的废旧锌锰干电池回收系统，本系统基于跳汰机的分选原理，对废旧电池内有用物质进行分离，然后回收再利用，减少污染，且系统简单易行，分选回收效率高。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于跳汰机分选的废旧锌锰干电池回收方法，其包括如下组成部分：
[0007] 圆锥式
破碎机，用于将锌锰废旧电池破碎至5mm以下，使得锌锰干电池中的Zn皮、Cu、Hg、塑料、
沥青、MnO2、NH4Cl、
石墨等物料相互解离。
[0008] 高梯度
磁选机，用于对经圆锥式
破碎机破碎后的物料进行磁选，预先回收
铁单质，防止 铁单质进入下一阶段跳汰机介质液中参与反应，而增加回收铁元素的难度。 [0009] 一段跳汰机，用于对跳汰解离、磁选除铁后的材料，即：（Zn皮、Cu、Hg、塑料、沥青（
石蜡）、MnO2、NH4Cl、石墨进行分选。物料实现分层。从而塑料、沥青和石墨、MnO2作为上层物由溢流堰排出进入二段跳汰机进行再次分选。Zn皮与跳汰机分选介质发生反应溶解，反映后的溶液送入到中和
沉淀池，进行回收利用，而Cu、Hg单质则作为下层物从排料口排出进入烘干
焙烧炉。此处跳台机以盐酸做介质且具周期可控。
[0010] 烘干焙烧炉，用于将从一段跳汰机中分离出的Cu、Hg混合物利用还原反应进行脱除Hg，实现Cu、Hg的分离回收。
[0011] 二段跳汰机，用于对从跳汰机溢流堰排出的塑料、沥青和石墨、MnO2进行分选，从而使得MnO2为高密度物料从排料口排出，收集后再利用。石墨作为低密度物料和塑料、沥青一起随水平流从跳汰机的溢流堰排出机外，进入湿振筛。
[0012] 湿振筛，用于将一段跳汰机和二段跳汰机中分离的塑料、沥青和石墨进行分离进行分类回收，再利用。
[0013] 中和、沉淀池，用于收集由跳汰机中排放的分选介质液，在中和、沉淀池中用PH=9的NaOH溶液进行中和，ZnCl2会反应生成Zn(OH)2沉淀而与NH4Cl溶液分离。
[0014] 加
氨装置，用于将中和、沉淀池中分离出Zn(OH)2沉淀进行加氨生成2+ -
[Zn(NH3)4] ·2OH 经回收后可作为做
橡胶添加剂、外科药膏的原料。而NH4Cl则用做制造生理肥料的原料。
[0015] 优选的，所述一段跳汰机采用LTA55/2型跳汰机，入料粒度小于等于5mm，且分选效率高。所述一段跳汰机采用HCl作为分选介质，使得Zn皮与HCl反应后与Hg充分分离，为下一步Hg与Zn各自的回收利用提供条件。
[0016] 优选的，所述二段跳汰机采用
锯齿波JT1070-2型跳汰机，利用采用HCl作为分选介质，因是下动锯齿
波形，上升流均匀，上升下降流呈锯齿状，有利于细粒级矿物的跳台选矿处理，所以具有节能、节省介质并可提高细粒及矿物的回收等优点，所述二段跳汰机采用HCl作为分选介质，介质密度介于MnO2与塑料、沥青、石墨之间。
[0017] 优选的，所述NaOH溶液，HCl溶液和
氨水分别由专
门的NaOH溶液添加容器，HCl溶液添加容器和加氨装置提供。
[0018] 本实用新型还可以通过以下技术措施得以进一步实现：
[0019] (1)物料准备：将锌锰废旧电池送入到圆锥式破碎机进行破碎至5mm以下，使得锌锰干电池中的Zn皮、Cu、Hg、塑料、沥青、MnO2、NH4Cl、石墨等物料相互解离，破碎后的物料后经过高梯度
磁选机进行磁选回收铁单质，从而进行再利用。进入下一步分选； [0020] (2)跳汰分选：据实际情况在NaOH溶液添加容器12中调制PH=4～6的盐
酸溶液为一段跳 汰机提供分选介质。将破碎、解离后的物料，即：Zn皮、Cu、Hg、塑料、沥青、MnO2、NH4Cl、石墨送入用盐酸做介质具有可控周期的跳汰机里。在一段跳汰机里会发生如下过程：首选，盐酸介质被
活塞推送下透过筛板，压向物料，物料在上升的盐酸介质流的作用下，床层逐渐松散、悬浮，这时床层中的矿粒按照其本身的特性（矿粒的密度、粒度和形状）彼此做相对运动进行分层。密度较小的塑料、沥青上浮，同时Zn皮与盐酸反应生成ZnCl2和H2。上升介质流结束后，在休止期间以及下降介质流期间，床层逐渐紧密，并继续进行分层，至此石墨、MnO2、Cu、Hg按密度分层完成。高密度物料Cu和Hg在床层下面从排料口排出；石墨、MnO2作为上层的低密度物料和塑料、沥青一起随水平流从跳汰机的溢流堰排到二次跳汰机中跳汰，发生如下现象：水介质被活塞推送下透过筛板，压向物料，物料在上升的盐酸介质流的作用下，床层逐渐松散、悬浮，这时床层中的矿粒按照其本身的特性彼此做相对运动进行分层。MnO2为高密度物料从排料口排出，石墨作为低密度物料和塑料、沥青一起随水平流从跳汰机的溢流堰排出机外，进入下一步分类回收利用。
[0021] (3)分类回收利用：将经一段跳汰机排料口排出的Cu和Hg混合物送入烘干焙烧炉，根据两者沸点不同，将Hg从Cu中进行回收。将经二段跳汰机溢流堰中石墨和塑料、沥青一起送入湿振筛中进行筛分过滤，将石墨从塑料、沥青中分离出来，从而进行回收再利用。将掺杂有大量ZnCl2、NH4Cl的分选介质，排入到中和、沉淀池里，加入NaOH溶液添加容器中配制的PH=9的NaOH溶液，ZnCl2会反应生成Zn(OH)2沉淀而与NH4Cl溶液分离。再将分离
2+ -
出Zn(OH)2沉淀送入反应池中进行加氨生成[Zn(NH3)4] ·2OH 经回收后可作为做橡胶添加剂、外科药膏的原料。而NH4Cl收集后则用做制造生理肥料的原料，而H2溢出后用氢气收集器进行收集，H2可作为
燃料或还原剂进行回收利用。反应过程中介质的浓度和密度通过智能控制系统实时监控，反馈以便及时调整。
[0022] 分选回收过程中主要发生的化学反应有：
[0023] Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
[0024] Zn+2HgCl=ZnCl2+Hg
[0025] Cl2+2NaOH=Zn(OH)2↓+2NaCl
[0026] Zn(OH)2+NH3·H2O→[Zn(NH3)4]2+·2OH-
[0027] 本实用新型具有以下有益效果：
[0028] （1）本实用新型方法适用范围广，可适用多种废旧电池的回收处理和综合利用；(2)元素综合利用能
力强，能有效回收铁锰锌锂镍等多种元素，且回收率高；(3)系统简单、成本低、回收价值高，属于
循环经济产业，具有经济与社会价值双重收益。
附图说明
[0029] 图1为本废旧锌锰干电池回收系统的结构示意图。
[0030] 图中标注符号的含义如下：
[0031] 10—圆锥式破碎机 11—氢气收集器 12—NaOH溶液添加容器 [0032] 13—HCl溶液添加容器 20—高梯度磁选机 30一段跳汰机
[0033] 40—二段跳汰机 50—中和沉淀池 60—烘干焙烧炉
[0034] 70—湿振筛 80—反应池 90—加氨装置
具体实施方式
[0035] 如图1所示，一种基于跳汰机分选的废旧锌锰干电池回收系统，其包括如下组成部分：
[0036] 圆锥式破碎机10，用于将锌锰废旧电池破碎至5mm以下，使得锌锰干电池中的Zn皮、Cu、Hg、塑料、沥青、MnO2、NH4Cl、石墨等物料相互解离。
[0037] 高梯度磁选机20，用于对经圆锥式破碎机10破碎后的物料进行磁选，预先回收铁单质，再利用，防止铁单质进入下一段跳汰机30介质液中参与反应，而增加回收铁元素的难度。
[0038] 一段跳汰机30，用于对破碎解离、磁选除铁后的材料，即：Zn皮、Cu、Hg、塑料、沥青、MnO2、NH4Cl、石墨进行分选。物料实现分层。从而塑料、沥青和石墨、MnO2锰作为上层物由溢流堰排出进入二段跳汰机40进行再次分选。Zn皮与一段跳汰机30的分选介质发生反应溶解，反应后的溶液送入到中和沉淀池50，进行回收利用，而Cu、Hg单质则作为下层物从排料口排出进入烘干焙烧炉60。此处一段跳台机30以盐酸做介质且具周期可控。 [0039] 烘干焙烧炉60，用于将从一段跳汰机30中分离出的Cu、Hg混合物利用还原反应进行脱除Hg。
[0040] 二段跳汰机40，用于对从一段跳汰机30溢流堰排出的塑料、沥青和石墨、MnO2进行分选，从而使得MnO2为高密度物料从二段跳汰机40排料口排出，收集后再利用。石墨作为低密度物料和塑料、沥青一起随水平流从二段跳汰机40的溢流堰排出机外，进入湿振筛70。
[0041] 湿振筛70，用于将一段跳汰机30和二段跳汰机40中分离的塑料、沥青和石墨进行分离进行分类回收。
[0042] 中和、沉淀池50，用于收集由跳汰机中排放的分选介质液，在中和、沉淀池50中用PH=9的NaOH溶液进行中和，ZnCl2会反应生成Zn(OH)2沉淀而与NH4Cl溶液分离。 [0043] 加氨装置90，用于将中和、沉淀池50中分离出Zn(OH)2沉淀进行加氨生成 [0044] [Zn(NH3)4]2+·2OH-经回收后可作为做橡胶添加剂、外科药膏的原料。而NH4Cl则用做制造生理肥料的原料。
[0045] 优选的，所述一段跳汰机30采用LTA55/2型跳汰机，入料粒度小于等于5mm，且分选效 率高。所述一段跳汰机30采用HCl作为分选介质，使得Zn皮与HCl反应后与Hg充分分离，为下一步Hg与Zn各自的回收利用提供条件。
[0046] 优选的，所述二段跳汰机40采用锯齿波JT1070-2型跳汰机，利用水做介质，因是下动锯齿波形，上升水流均匀，上升下降水流呈锯齿状，有利于细粒级矿物的跳台选矿处理，所以具有省水节能并可提高细粒及矿物的回收等优点，所述二段跳汰机40采用HCl作为分选介质，介质密度介于MnO2与塑料、沥青、石墨之间。
[0047] 优选的，所述NaOH溶液，HCl溶液和氨水分别由专门的NaOH溶液添加容器12，HCl溶液添加容器13和加氨装置90提供。
[0048] 本实用新型还可以通过以下技术措施得以进一步实现：
[0049] (1)物料准备：将锌锰废旧电池送入到圆锥式破碎机10进行破碎至5mm以下，使得锌锰干电池中的Zn皮、Cu、Hg、塑料、沥青、MnO2、NH4Cl、石墨等物料相互解离，破碎后的物料后经过高梯度磁选机20进行磁选回收铁单质，从而进行再利用。进入下一步分选； [0050] (2)跳汰分选：根据实际情况在HCl溶液添加容器12中调制PH=4～6的盐酸溶液为一段跳汰机30提供分选介质。将破碎、解离后的物料，即：Zn皮、Cu、Hg、塑料、沥青、MnO2、NH4Cl、石墨送入用盐酸做介质具有可控周期的一段跳汰机30里。在一段跳汰机30里会发生如下过程：首选，盐酸介质被活塞推送下透过筛板，压向物料，物料在上升的盐酸介质流的作用下，床层逐渐松散、悬浮，这时床层中的矿粒按照其本身的特性彼此做相对运动进行分层。密度较小的塑料、沥青上浮，同时Zn皮与盐酸反应生成ZnCl2和H2。上升介质流结束后，在休止期间以及下降介质流期间，床层逐渐紧密，并继续进行分层，至此石墨、MnO2、Cu、Hg按密度分层完成。高密度物料Cu和Hg在床层下面从排料口排出；石墨、MnO2作为上层的低密度物料和塑料、沥青一起随水平流从一段跳汰机30的溢流堰排到二次跳汰机40中跳汰，发生如下现象：水介质被活塞推送下透过筛板，压向物料，物料在上升的盐酸介质流的作用下，床层逐渐松散、悬浮，这时床层中的矿粒按照其本身的特性彼此做相对运动进行分层。MnO2为高密度物料从排料口排出，石墨作为低密度物料和塑料、沥青一起随水平流从二段跳汰机40的溢流堰排出机外，进入下一步分类回收利用。
[0051] (3)分类回收利用：将经一段跳汰机30排料口排出的Cu和Hg混合物送入烘干焙烧炉60，根据两者沸点不同，将Hg从Cu中进行回收。将经二段跳汰机40溢流堰中石墨和塑料、沥青一起送入湿振筛70中进行筛分过滤，将石墨从塑料、沥青中分离出来。将掺杂有大量ZnCl2、NH4Cl的分选介质，排入到中和、沉淀池50里，加入NaOH溶液添加容器中配制的PH=9的NaOH溶液，ZnCl2会反应生成Zn(OH)2沉淀而与NH4Cl(做生理肥料等）溶液分离。2+ -
再将分离出Zn(OH)2沉淀送入反应池中进行加氨生成[Zn(NH3)4] ·2OH 经回收后可作为做橡胶添加剂、外科药 膏的原料。而NH4Cl收集后则用做制造生理肥料的原料，而H2溢出后用氢气收集器11进行收集，H2可作为燃料或还原剂进行回收利用。反应过程中介质的浓度和密度通过智能控制系统实时监控，反馈以便及时调整。
