一种废旧石墨负极的深度除杂设备及其使用方法 |
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| 申请号 | CN202310940912.6 | 申请日 | 2023-07-28 | 公开(公告)号 | CN117046601A | 公开(公告)日 | 2023-11-14 |
| 申请人 | 安徽南都华铂新材料科技有限公司; | 发明人 | 朱建楠; 秦俊; 王兴龙; 付智超; 方硕; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及 石墨 负极回收技术领域，尤其涉及一种废旧石墨负极的深度除杂设备及其使用方法，该设备包括除杂釜，除杂釜内的底部中心处通过 轴承 座转动连接有 转轴 ，转轴的一侧设置有搅拌组件，转轴的另一侧设置有流动组件，除杂釜的顶部通过 螺栓 固定安装有密封盖，除杂釜的底部另一侧设置有排料组件；本发明是对除杂釜内的石墨 负极材料 与酸除杂液的混合物进行搅拌深度除杂时，驱动 电机 带动转轴转动，转轴带动搅拌组件与流动组件进行转动，有效的提高了对石墨负极材料与酸除杂液混合物的搅拌效率，解决了 现有技术 中只便于对固定 位置 与高度的酸除杂液与石墨负极材料进行充分混合的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种废旧石墨负极的深度除杂设备，包括除杂釜(1)，其特征在于，所述除杂釜(1)内的底部中心处通过轴承座转动连接有转轴(11)，所述转轴(11)的一侧设置有搅拌组件(2)，所述转轴(11)的另一侧设置有流动组件(3)，所述除杂釜(1)的顶部通过螺栓固定安装有密封盖(4)，所述密封盖(4)的顶部设置有用于驱动转轴(11)转动的驱动电机(41)，所述除杂釜(1)的一侧顶部固定连通有物料管(12)，除杂釜(1)的另一侧顶部固定连通有进液管(13)，所述除杂釜(1)的底部一侧通过螺栓固定安装有加热器(14)，除杂釜(1)的底部另一侧设置有排料组件(5)，所述除杂釜(1)的前侧壁上设有观察窗(15)。 |
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| 说明书全文 | 一种废旧石墨负极的深度除杂设备及其使用方法技术领域[0001] 本发明涉及石墨负极回收技术领域，尤其涉及一种废旧石墨负极的深度除杂设备及其使用方法。 背景技术[0002] 锂离子电池具有能量密度高、容量大、循环性能好等优点，目前对于锂离子电池回收主要集中在正极活性物质，如钴、锂、铁、锰等有价金属元素，对于负极材料中常用的活性组分石墨以及其金属集流体，由于传统意义上石墨来源广泛，回收附加值低，针对退役电池负极的回收技术与产业发展仍旧在初步阶段； [0003] 如专利号为CN111792642B一种退役电池负极片剥离和石墨深度除杂方法及设备，该设备在使用除杂釜对内部加入的酸除杂液与石墨负极材料进行加热搅拌除杂时，内部的机械搅拌桨便于对固定位置与高度的酸除杂液与石墨负极材料进行充分混合，但是对远离机械搅拌桨位置的酸除杂液与石墨负极材料的搅拌混合效果较差，并且上层石墨负极材料不便于流动到除杂釜的底部与酸除杂液进行充分接触，进而易导致部分上层石墨负极材料的除杂效果不佳，为了保证除杂的效果将会延长搅拌时间，进而降低了除杂的效率； 发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种废旧石墨负极的深度除杂设备及其使用方法，去解决上述提出的技术缺陷，是对除杂釜内的石墨负极材料与酸除杂液的混合物进行加热搅拌时，驱动电机带动转轴转动，当转轴带动搅拌组件围绕转轴进行转动时，搅拌组件中的通过第一齿轮与齿环的配合可带动转动杆进行自转，进而带动转动杆上的搅拌杆在围绕转轴转动的同时围绕转动杆转动，从而有效的提高了对石墨负极材料与酸除杂液混合物的搅拌效率；当转轴带动流动组件进行围绕转轴转动时，通过第二齿轮、齿环、传动杆、主动锥型齿、从动锥型齿、转动轴与转动轮可带动传送带进行转动，传送带在转动时通过外表面设置的拨动板带动上层石墨负极材料向除杂釜内的底部流动，下层石墨负极材料向除杂釜内的顶部流动，通过与搅拌组件进行配合可进一步的提高搅拌效率，解决了现有技术中只便于对固定高度的酸除杂液与石墨负极材料进行充分混合的问题。 [0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种废旧石墨负极的深度除杂设备，包括除杂釜，所述除杂釜内的底部中心处通过轴承座转动连接有转轴，所述转轴的一侧设置有搅拌组件，所述转轴的另一侧设置有流动组件，所述除杂釜的顶部通过螺栓固定安装有密封盖，所述密封盖的顶部设置有用于驱动转轴转动的驱动电机，所述除杂釜的一侧顶部固定连通有物料管，除杂釜的另一侧顶部固定连通有进液管，所述除杂釜的底部一侧通过螺栓固定安装有加热器，除杂釜的底部另一侧设置有排料组件，所述除杂釜的前侧壁上设有观察窗。 [0007] 优选的，所述搅拌组件包括支板、转动杆、搅拌杆和第一齿轮，所述转轴的一侧上下对称固定焊接有支板，所述转动杆转动连接在支板的端部之间，且转动杆的外侧壁上设有多个搅拌杆，所述转动杆的顶端贯穿对应的支板并固定连接有第一齿轮，所述密封盖的底部固定焊接有与对应第一齿轮啮合的齿环。 [0008] 优选的，所述流动组件包括支杆、壳体、转动轴、转动轮、传送带、拨动板、传动杆、第二齿轮、主动锥型齿和从动锥型齿，所述转轴的一侧上下对称固定焊接有支杆，且支杆的端部之间固定连接有壳体，所述壳体的上下两端均转动连接有转动轴，且转动轴的两端端部均固定连接有转动轮，左侧两个所述转动轮与右侧两个所述转动轮之间均传动连接有传送带，所述传送带的外侧壁上固定连接有若干个拨动板，所述壳体的顶部转动连接有传动杆，且传动杆的顶端固定连接有与齿环啮合的第二齿轮，所述传动杆的底端贯穿到壳体内并固定连接有主动锥型齿，上侧所述转动轴上固定连接有与主动锥型齿啮合的从动锥型齿。 [0010] 优选的，所述密封盖的顶部固定焊接有U型架，所述U型架的顶部通过螺栓固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴头部固定连接有连接套，所述连接套的底部开设有六棱槽，所述转轴的顶端贯穿到密封盖的顶部并固定连接有与六棱槽相适配的六棱柱，所述转轴通过轴承与密封盖转动连接。 [0011] 优选的，所述排料组件包括密封管、伸缩气缸、密封塞、排液管、固体管和滤网，所述密封管固定连接在除杂釜的底部，且除杂釜内的底部与密封管之间开设有密封管内径相同的排出口，所述密封管的底部固定连接有伸缩气缸，所述伸缩气缸的活塞杆头部贯穿到密封管内并固定连接有与密封管内部滑动连接的密封塞，所述密封管的一侧固定连通有排液管，密封管的另一侧位于排液管的下方固定连通有固体管，所述排液管内的进水口设有滤网。 [0012] 优选的，所述转轴上前后对称固定连接有刮板，且刮板的底部与除杂釜内的底部滑动连接。 [0013] 该废旧石墨负极的深度除杂设备的使用方法，包括以下步骤： [0014] 步骤一：将石墨负极材料通过物料管注入到除杂釜内，将配置好的酸除杂液通过进液管注入到除杂釜内； [0015] 步骤二：启动驱动电机转动，驱动电机通过连接套带动转轴在除杂釜的内部进行转动，转轴在转动过程中会带动两侧的搅拌组件与流动组件在除杂釜内进行转动，进而对除杂釜内的石墨负极材料与酸除杂液进行混合搅拌，与此同时，启动加热器对石墨负极材料与酸除杂液的混合物进行加热； [0016] 步骤三：当转轴带动搅拌组件围绕转轴进行转动时，转动杆顶端的第一齿轮通过与齿环啮合带动转动杆进行自转，进而带动转动杆上的搅拌杆在围绕转轴转动的同时围绕转动杆转动； [0017] 步骤四：当转轴带动流动组件围绕转轴进行转动时，传动杆顶端的第二齿轮通过与齿环啮合带动传动杆进行自转，传动杆在转动时通过啮合的主动锥型齿与从动锥型齿带动上侧转动轴进行转动，进而通过对应的转动轮带动传送带进行转动，传送带在转动时通过外表面设置的拨动板带动上层石墨负极材料向除杂釜内的底部流动，下层石墨负极材料向除杂釜内的顶部流动； [0018] 步骤五：当对石墨负极材料完成深度除杂后，启动伸缩气缸的活塞杆收缩带动密封塞向下运动，并使密封塞的顶部低于排液管的进水口，此时可通过排液管进行排出除杂废液，当除杂废液排放完成后，继续启动伸缩气缸的活塞杆收缩带动密封塞向下运动，并使密封塞的顶部低于固体管的出口，此时可通过固体管进行排出除杂后的石墨负极材料。 [0019] 本发明的有益效果如下： [0020] (1)在使用时，对除杂釜内的石墨负极材料与酸除杂液的混合物进行加热搅拌时，驱动电机带动转轴转动，转轴在转动过程中会带动转动杆与搅拌杆在除杂釜内进行围绕转轴转动，转动杆在围绕转轴转动时，通过啮合的第一齿轮与齿环可带动转动杆进行自转，进而带动转动杆上的搅拌杆在围绕转轴转动的同时围绕转动杆转动，从而有效的提高了对石墨负极材料与酸除杂液混合物的搅拌效率。 [0021] (2)在使用时，对除杂釜内的石墨负极材料与酸除杂液的混合物进行加热搅拌时，转轴在转动过程中会带动流动组件进行围绕转轴转动，通过啮合的第二齿轮与齿环可带动传动杆进行自转，传动杆在转动时通过啮合的主动锥型齿与从动锥型齿带动上侧转动轴进行转动，进而通过对应的转动轮带动传送带进行转动，传送带在转动时通过外表面设置的拨动板带动上层石墨负极材料向除杂釜内的底部流动，下层石墨负极材料向除杂釜内的顶部流动，通过与搅拌组件进行配合可进一步的提高搅拌效率，解决了现有技术中只便于对固定高度的酸除杂液与石墨负极材料进行充分混合的问题。 [0023] 下面结合附图对本发明作进一步的说明； [0024] 图1是本发明结构立体图； [0025] 图2是本发明前侧剖视图； [0026] 图3是本发明转轴与搅拌组件和流动组件的结构示意图； [0027] 图4是本发明壳体的结构示意图； [0028] 图5是本发明传送带的结构示意图； [0029] 图6是本发明密封盖的结构示意图； [0030] 图7是本发明图2中A处的局部放大图。 [0031] 图例说明： [0032] 1、除杂釜；11、转轴；12、物料管；13、进液管；14、加热器；15、观察窗；16、刮板； [0033] 2、搅拌组件；21、支板；22、转动杆；23、搅拌杆；24、第一齿轮； [0034] 3、流动组件；31、支杆；32、壳体；33、转动轴；34、转动轮；35、传送带；36、拨动板；37、传动杆；38、第二齿轮；39、主动锥型齿；310、从动锥型齿；311、防滑凸块；312、防滑槽； [0035] 4、密封盖；41、驱动电机；42、齿环；43、U型架；44、连接套；45、六棱槽；46、六棱柱； [0036] 5、排料组件；51、密封管；52、伸缩气缸；53、密封塞；54、排液管；55、固体管；56、滤网。 具体实施方式[0037] 下面将结合本发明实施例中的附图，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，都属于本发明保护的范围。 [0038] 实施例一： [0039] 针对现有技术中的除杂釜1在进行搅拌时，只能在固定位置进行搅拌，对远离搅拌桨位置的酸除杂液与石墨负极材料的搅拌混合效果较差的问题，是通过以下方案进行解决： [0040] 请参阅图1‑图7所示，本发明为一种废旧石墨负极的深度除杂设备，包括除杂釜1，除杂釜1内的底部中心处通过轴承座转动连接有转轴11，转轴11的一侧设置有搅拌组件2，便于对石墨负极材料与酸除杂液的混合物进行搅拌，转轴11的另一侧设置有流动组件3，便于带动石墨负极材料在除杂釜1内进行上下流动，除杂釜1的顶部通过螺栓固定安装有密封盖4，密封盖4的顶部设置有用于驱动转轴11转动的驱动电机41，便于带动转轴11进行转动，进而便于带动搅拌组件2与流动组件3在除杂釜1内进行运动，除杂釜1的一侧顶部固定连通有物料管12，便于将石墨负极材料进行注入到除杂釜1内，除杂釜1的另一侧顶部固定连通有进液管13，便于将配置好的酸除杂液进行注入到除杂釜1内，除杂釜1的底部一侧通过螺栓固定安装有加热器14，除杂釜1的底部另一侧设置有排料组件5，除杂釜1的前侧壁上设有观察窗15，便于观察对石墨负极材料的除杂状态。 [0041] 搅拌组件2包括支板21、转动杆22、搅拌杆23和第一齿轮24，转轴11的一侧上下对称固定焊接有支板21，转动杆22转动连接在支板21的端部之间，且转动杆22的外侧壁上设有多个搅拌杆23，转动杆22的顶端贯穿对应的支板21并固定连接有第一齿轮24，密封盖4的底部固定焊接有与对应第一齿轮24啮合的齿环42，通过设置的第一齿轮24与齿环42的配合便于将转动杆22与搅拌杆23在围绕转轴11进行转动的同时进行转动杆22的自转，从而提高搅拌的效果。 [0042] 密封盖4的顶部固定焊接有U型架43，U型架43的顶部通过螺栓固定安装有驱动电机41，驱动电机41的输出轴头部固定连接有连接套44，连接套44的底部开设有六棱槽45，转轴11的顶端贯穿到密封盖4的顶部并固定连接有与六棱槽45相适配的六棱柱46，通过设置的连接套44、六棱槽45与六棱柱46，便于完成转轴11与驱动电机41的分离，进而便于进行除杂釜1与密封盖4的分离，从而便于对除杂釜1的内部进行清洗工作，转轴11通过轴承与密封盖4转动连接。 [0043] 排料组件5包括密封管51、伸缩气缸52、密封塞53、排液管54、固体管55和滤网56，密封管51固定连接在除杂釜1的底部，且除杂釜1内的底部与密封管51之间开设有密封管51内径相同的排出口，密封管51的底部固定连接有伸缩气缸52，伸缩气缸52的活塞杆头部贯穿到密封管51内并固定连接有与密封管51内部滑动连接的密封塞53，通过设置的伸缩气缸52、密封塞53与密封管51的配合可便于对除杂后的石墨负极材料与除杂废液进行排出，密封管51的一侧固定连通有排液管54，密封管51的另一侧位于排液管54的下方固定连通有固体管55，可实现石墨负极材料与除杂废液的分别排放，排液管54内的进水口设有滤网56，可防止石墨负极材料从排液管54排出。 [0044] 转轴11上前后对称固定连接有刮板16，且刮板16的底部与除杂釜1内的底部滑动连接，通过设置的刮板16便于在进行排出石墨负极材料时将其排出干净。 [0045] 本实施例中： [0046] 首先将石墨负极材料与配置好的酸除杂液分别通过物料管12和进液管13注入到除杂釜1内，之后启动驱动电机41转动，驱动电机41通过连接套44带动转轴11在除杂釜1的内部进行转动，转轴11在转动过程中会带动搅拌组件2在除杂釜1内进行转动，进而对除杂釜1内的石墨负极材料与酸除杂液进行混合搅拌，与此同时，启动加热器14对石墨负极材料与酸除杂液的混合物进行加热；当转轴11在转动过程中会带动转动杆22与搅拌杆23在除杂釜1内进行围绕转轴11转动，转动杆22在围绕转轴11转动时，通过啮合的第一齿轮24与齿环42可带动转动杆22进行自转，进而带动转动杆22上的搅拌杆23在围绕转轴11转动的同时围绕转动杆22转动，从而有效的提高了对石墨负极材料与酸除杂液混合物的搅拌效率；当对石墨负极材料完成深度除杂后，启动伸缩气缸52的活塞杆收缩带动密封塞53向下运动，并使密封塞53的顶部低于排液管54的进水口，此时可通过排液管54进行排出除杂废液，进而便于对全部的除杂废液进行收集回收利用，当除杂废液排放完成后，继续启动伸缩气缸52的活塞杆收缩带动密封塞53向下运动，并使密封塞53的顶部低于固体管55的出口，此时可通过固体管55进行排出除杂后的石墨负极材料，与此同时启动驱动电机41转动，带动转轴 11转动，转轴11带动刮板16进行转动从而便于将石墨负极材料进行排放干净。 [0047] 实施例二： [0048] 针对现有技术中的除杂釜1在进行搅拌时，上层石墨负极材料不便于流动到除杂釜1的底部，进而易导致部分上层石墨负极材料的除杂效果不佳的问题，通过以下方案进行解决； [0049] 请参阅图1‑图6所示，流动组件3包括支杆31、壳体32、转动轴33、转动轮34、传送带35、拨动板36、传动杆37、第二齿轮38、主动锥型齿39和从动锥型齿310，转轴11的一侧上下对称固定焊接有支杆31，且支杆31的端部之间固定连接有壳体32，便于对壳体32内的主动锥型齿39与从动锥型齿310的啮合进行保护，壳体32的上下两端均转动连接有转动轴33，且转动轴33的两端端部均固定连接有转动轮34，左侧两个转动轮34与右侧两个转动轮34之间均传动连接有传送带35，传送带35的外侧壁上固定连接有若干个拨动板36，通过设置的拨动板36便于加强石墨负极材料在除杂釜1内的流动效果，壳体32的顶部转动连接有传动杆 37，且传动杆37的顶端固定连接有与齿环42啮合的第二齿轮38，便于实现传送带35的转动，传动杆37的底端贯穿到壳体32内并固定连接有主动锥型齿39，上侧转动轴33上固定连接有与主动锥型齿39啮合的从动锥型齿310。 [0050] 转动轮34的外表面圆周均匀固定焊接有若干个防滑凸块311，传送带35上沿长度方向均匀开设有若干个与防滑凸块311相适配的防滑槽312，通过设置的防滑凸块311与防滑槽312的配合可避免传送带35与转动轮34之间发生相对滑动的问题。 [0051] 本实施例中： [0052] 对除杂釜1内的石墨负极材料与酸除杂液的混合物进行加热搅拌时，当转轴11带动流动组件3围绕转轴11进行转动时，通过啮合的第二齿轮38与齿环42可带动传动杆37进行自转，传动杆37在转动时通过啮合的主动锥型齿39与从动锥型齿310带动上侧转动轴33进行转动，进而通过对应的转动轮34带动传送带35进行转动，传送带35在转动时通过外表面设置的拨动板36带动上层石墨负极材料向除杂釜1内的底部流动，下层石墨负极材料向除杂釜1内的顶部流动，通过与搅拌组件2进行配合可进一步的提高搅拌效率，解决了现有技术中只便于对固定高度的酸除杂液与石墨负极材料进行充分混合的问题。 [0053] 实施例三： [0054] 请参阅图1‑图7所示，一种废旧石墨负极的深度除杂设备的使用方法，包括以下步骤： [0055] 步骤一：将石墨负极材料通过物料管12注入到除杂釜1内，将配置好的酸除杂液通过进液管13注入到除杂釜1内； [0056] 步骤二：启动驱动电机41转动，驱动电机41通过连接套44带动转轴11在除杂釜1的内部进行转动，转轴11在转动过程中会带动两侧的搅拌组件2与流动组件3在除杂釜1内进行转动，进而对除杂釜1内的石墨负极材料与酸除杂液进行混合搅拌，与此同时，启动加热器14对石墨负极材料与酸除杂液的混合物进行加热； [0057] 步骤三：当转轴11带动搅拌组件2围绕转轴11进行转动时，转动杆22顶端的第一齿轮24通过与齿环42啮合带动转动杆22进行自转，进而带动转动杆22上的搅拌杆23在围绕转轴11转动的同时围绕转动杆22转动，从而有效的提高了对石墨负极材料与酸除杂液混合物的搅拌效率，避免了在进行搅拌时，只能在固定位置进行搅拌，对远离搅拌组件2位置的酸除杂液与石墨负极材料的搅拌混合效果较差的问题； [0058] 步骤四：当转轴11带动流动组件3围绕转轴11进行转动时，传动杆37顶端的第二齿轮38通过与齿环42啮合带动传动杆37进行自转，传动杆37在转动时通过啮合的主动锥型齿39与从动锥型齿310带动上侧转动轴33进行转动，进而通过对应的转动轮34带动传送带35进行转动，传送带35在转动时通过外表面设置的拨动板36带动上层石墨负极材料向除杂釜 1内的底部流动，下层石墨负极材料向除杂釜1内的顶部流动，并通过与搅拌组件2进行配合可进一步的提高搅拌效率，解决了现有技术中只便于对固定高度的酸除杂液与石墨负极材料进行充分混合的问题； [0059] 步骤五：当对石墨负极材料完成深度除杂后，启动伸缩气缸52的活塞杆收缩带动密封塞53向下运动，并使密封塞53的顶部低于排液管54的进水口，此时可通过排液管54进行排出除杂废液，通过设置的滤网56可避免石墨负极材料的排出，当除杂废液排放完成后，继续启动伸缩气缸52的活塞杆收缩带动密封塞53向下运动，并使密封塞53的顶部低于固体管55的出口，此时可通过固体管55进行排出除杂后的石墨负极材料，与此同时启动驱动电机41转动，带动转轴11转动，转轴11带动刮板16进行转动从而便于将石墨负极材料进行排放干净。 [0060] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 |
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