CN101606274B

CN101606274B - 用于处理未破碎的铅蓄电池的方法和设备

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Publication number: CN101606274B
Application number: CN2007800477610A
Authority: CN
Inventors: 让-弗朗索瓦·于夏尔
Original assignee: Recylex S A
Current assignee: Recylex S A
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2027-12-20
Also published as: RU2444096C2; WO2008077901A1; EG25438A; FR2910724B1; FR2910724A1; RU2009128229A; ES2505319T3; PL2102935T3; CN101606274A; EP2102935A1; EP2102935B1

Abstract

本发明涉及一种用于处理未破碎的铅蓄电池的设备，包括以下装置：用于破碎蓄电池以获得破碎碎片的破碎机；设置在所述破碎机(10)的下游的分类设备，所述分类设备包括容纳螺旋状螺钉的大桶，所述大桶的壁包括4mm数量级的开口，以使尺寸比4mm大的粗碎片与尺寸小于或等于4mm的精细物质分离。本发明还涉及一种与所述设备有关联的实施方法。

Description

用于处理未破碎的铅蓄电池的方法和设备

本发明涉及处理铅蓄电池的一般技术领域，尤其是铅酸电池类型。

本发明在废铅电池循环利用领域获得了有利应用，但不限于此。现有技术的总体描述

已经提出了多种设备和方法来进行铅蓄电池的处理。

在20世纪60年代时，铅蓄电池封装在硬橡胶或酚醛塑料中。

此时，诸如文件FR 39762中所述的一种处理工艺特别适合这种类型电池的处理。

这种类型的工艺特别地包括由通过使电池从3-4米的高度坠落而使电池破裂而组成的步骤。

在20世纪70年代时，聚丙烯的铅蓄电池的到来使该工艺废弃。

聚丙烯是一种与硬橡胶或酚醛塑料相比不易碎的材料，这意味着由使电池破裂而组成的步骤变得无效。

在20世纪90年代时，处理标准进一步发展到铅蓄电池必须在其电解液填充状态下处理，即，在没有旨在清空电池的电解液的特殊的预处理的使用状态中。

随后提出的多个处理工艺一般包括：电池的精细破碎步骤，筛选破碎碎片以使直径小于80毫米的微粒与较大尺寸微粒分离，以及使下列物质彼此分离的步骤：

-氧化铅、硫酸铅、酸性物质；

-金属；

-聚丙烯；以及

-其他塑料。

本发明的一个目的是提出一种用于处理铅蓄电池的更简单的方法和设备，其比现有技术方法花费少。

本发明的另一目的是提出一种给出良好品质处理的方法和设备，即，分离出的产物具有非常低的杂质程度(99.9％纯聚丙烯，金属碎片：最少90％的铅含量，氧化物和硫酸盐：最多3％的有机物含量)。

发明内容

出于该目的，本发明提供了一种处理未破碎的铅蓄电池的设备，其包括：

用于破碎所述电池以获得破碎碎片的破碎机；

装配在所述破碎机的下游的分类设备，所述分类设备包括容纳螺旋状螺钉的贮存器，所述贮存器的壁包括尺寸介于2和6毫米之间以使粗碎片与精细物质分开的开口。

在本发明的情况下，“粗碎片”是指其尺寸比贮存器开口的尺寸大的碎片。

在本发明的情况下，“精细物质”是其指尺寸比贮存器开口的尺寸小的碎片。

根据本发明的设备的优选但非限制性的方法如下：

贮存器开口的尺寸优选地介于3和5毫米之间，并且进一步优选地为4毫米；

破碎机被装配成使所述电池破碎成具有50或小于50毫米尺寸的粗碎片；

所述设备还包括装配成回收来自第一分类设备中的精细物质的第二分类设备；

第二分类设备的贮存器包括尺寸介于0.2和1毫米之间以使金属碎物与其他精细物质分离的开口，并且优选地为0.5毫米的数量级；

所述设备还包括所述破碎机上游的刮刀式提取器；

所述设备还包括装配在所述刮刀式提取器和所述破碎机之间的带状传送器，所述传送器包括用于清洁所述传送器带状物的至少一个清洁刮刀；

所述设备还包括用于收集通过清洁刮刀从传送器带状物中刮下的碎片的装置；

所述设备还包括装配在第一分类设备的下游以收集粗碎片的动态分离器，所述动态分离器使金属材料与塑料材料分离；

所述设备还包括装配在所述动态分离器的下游以回收塑料材料的静态分离器，所述静态分离器使聚丙烯的塑料材料与其他塑料材料分离。

本发明还涉及一种处理未破碎的铅蓄电池的方法，所述方法包括：

利用破碎机来获得破碎碎片的电池的粗破碎步骤；

利用包括容纳螺旋状螺钉的贮存器的分类设备对所述破碎碎片分类，所述贮存器包括尺寸介于2和6毫米之间以使所述粗碎片与精细物质分离的开口。

本发明还涉及一种利用前述方法获得的破碎碎片。

附图说明

本发明的其他特征、目的和优点将源于下列说明，该说明仅是示例性的和非限制性的，并且应参照附图进行阅读，其中：

图1是本发明的设备的一个实施方式的示意图；

图2例示了根据本发明的方法的实施方式。

本发明的说明

现在将参照图1和2对根据本发明的处理未破碎的铅蓄电池的设备方法进行描述。

参照图1，本发明的设备包括：

-破碎机10

-分类设备20

破碎机10是例如锤式破碎机。在图1例示的实施方式中，破碎机10包括绕轴转动锤26，电池被该锤碾压成破碎碎片。

在一个实施方式中，破碎机10被配置成生产尺寸小于50毫米的破碎碎片。例如，在实施方式的一个变型中，该配置包括在破碎机的出口处使用网孔尺寸为50毫米的滤网，从而使得仅有尺寸小于50毫米的碎片可以离开破碎机10。

显然，所属领域的技术人员知道可以考虑诸如转动锤和筛滤栅之间的距离或者包括锤的破碎机10的腔的形状和尺寸的参数，以提高使电池破碎成小于50毫米尺寸的碎片的性能。

在图1所述的实施方式中，破碎机10适于使机动车辆电池类型的蓄电池破碎成50毫米或小于50毫米的碎片。破碎成经测量成50毫米或小于50毫米的碎片有利于对所述电池的碎片组成进行后续分类。

分类设备20包括容纳螺旋状螺钉22的贮存器21。

贮存器21壁的一个部分(或整个表面)由筛滤栅23构成。

筛滤栅穿孔可以是例如圆形形状，并具有4毫米的网孔尺寸(或者如果开口是圆形的，可以是直径)以根据尺寸对来自破碎机10中的破碎碎片分类。

作为变型，贮存器壁的开口可以是其他形状(方形、矩形、六边形等)。

具有螺旋状螺钉(在本领域中还称为“清洗螺钉(wash screw)”)的分类设备20使粗碎片与精细物质分离。

在本发明的情况下，“粗碎片”是指尺寸大于分类设备20的开口的网格尺寸的碎片。

在本发明的情况下，“精细物质”是指比分类设备20的开口的网格尺寸的尺寸小的液体和碎物。

粗破碎碎片包括占电池碎片组成大多数的塑料和金属材料。

精细物质首先包括氧化铅和硫酸铅(PbO₂，PbSO₄)，其次包括其尺寸与分类设备20的开口的网格尺寸相同或与其相比较小的金属材料的碎物。

具有螺旋状螺钉的分类设备20尤其适于流速每小时20公吨的破碎碎片的分类。其在成本降低的情况下允许对破碎碎片进行品质精良的分类。

该设备还包括第二分类设备30，其配置成收集来自第一分类设备20的精细物质。

在图1例示的例子中，第二分类设备30配置在第一分类设备20下方。

第二分类设备30包括与第一分类设备20相同的构件。具体地，第二分类设备30包括容纳螺旋状螺钉32的贮存器31。

贮存器31的壁的至少一部分包括具有圆形穿孔的筛滤栅33，该圆形穿孔具有介于0.2和1毫米之间的网格尺寸，并且优选地网格尺寸为0.5毫米。

在实施方式的变型中，筛滤栅33的穿孔是其他形状(方形、矩形、六边形等)。

第二分类设备31用来将比筛滤栅开口的网格尺寸大的碎物与其他精细物质分离。

比第二分类设备30的开口的网格尺寸大的更大尺寸碎物主要由金属材料组成。

其他精细物质主要由氧化铅和硫酸铅(PbO₂，PbSO₄)以及包含在电池中的酸性物质组成。

根据本发明的两个分类设备的组合使处理的品质进一步提高。

具体地，其使得比现有技术设备量更大的金属材料能够回收。还提高了第二分类设备30的出口处的氧化铅的纯度。

该设备还包括动态分离器40和/或静态分离器50。

动态分离器40配置在第一分类设备20的下游，以回收来自第一分类设备20的粗碎片。

动态分离器40用来通过将金属材料从塑料材料中分离而分类粗碎片。

动态分离器40是例如具有螺旋状螺钉的分离器。

静态分离器50配置在动态分离器40的下游。

静态分离器50通过将聚丙烯的塑料材料从被称为电池破碎废料(BCS)的其他不可循环利用的塑料材料中分离而进行塑料材料的分类。

静态分离器50可以包括填充有水的大桶，其利用重力来使聚丙烯的塑料材料和BCS分离。

与BCS不同，聚丙烯的密度有效地低于水的密度，这意味着聚丙烯的塑料材料上浮而BCS下沉到大桶的底部。这使得聚丙烯塑料材料与BCS容易分离。

可选地，该设备可以包括配置在第一分类设备20和动态分离器40之间的清洗螺钉(未示出)。

该清洗螺钉可以去除依附于塑料和金属材料的铅，从而可以获得非常清洁的塑料和金属材料，由于低杂质含量，它们都易于被循环利用。

图1所示的设备还包括放置待处理的蓄电池的储料器60和刮刀式提取器70。

刮刀式提取器70包括刮刀71。每个刮刀71由矩形金属片组成。每个刮刀71的端部固定至绕两个鼓轮73缠绕的循环链条72，两个鼓轮73装配在机架60的端部。

链条72和刮刀71凹陷在材料(电池)内并将其运送到储料器的平坦的底部。

刮刀式提取器70允许破碎机10经由传送器80连续进料并以规律的流速进行。

传送器80由例如装配在两个转动鼓轮82之间的带状物81组成。

有利地，传送器80可以包括使依附于带状物81的碎片脱离以清洁带状物81的表面的装置(未示出)。

在每小时20公吨的流速时，如果没有传送器80的带状物81的清洁系统，这可以导致碎片大量堆积在带状物81的表面上。

该碎片脱离装置可以包括装配在传送器80下方并与带状物81的表面连接以通过刮擦使碎片脱离的刮刀(或矩形片)。

该设备还可以包括具有螺旋状螺钉的斜槽(未示出)。

在这种情况下，容器装配在传送器80的下方以回收分离装置所去除的碎片。

螺旋状螺钉使在朝向入口的斜槽中回收的碎片能够传送到破碎机10(或者根据设备的实施方式传送到破碎机10的出口)。

上述设备的运行原理如下：

将废电池放置在储料器60中。

装配在储料器60底部的刮刀式提取器70传动废电池，使得以每小时20公吨的规律速率进入传送器80。

传送器80把废电池传送到装配在传送器80端部的破碎机10。

刮刀将依附于传送器80的带状物81的表面的碎片脱离。

通过刮擦脱离的碎片落入斜槽中，并被朝向入口的螺旋形螺钉传动到破碎机10。因此限制了材料损耗。

破碎机10使电池破碎以获得具有0到50毫米尺寸的碎片。

在破碎机10的出口处获得的碎片被导入到根据尺寸而对碎片分类的第一分类设备20中。

尺寸比第一分类设备20的开口的网格尺寸(在图1所示的实施方式中为4毫米)小的精细物质与尺寸比第一分类设备20的开口的网格尺寸(在图1所示的例子中大于4毫米)大的粗碎片分离。

精细物质被收集在根据尺寸对精细物质分类的第二分类设备30中。

尺寸比第二分类设备30的开口的网格尺寸(在图1的例子中位0.5毫米)大的碎物与尺寸比第二分类设备30的开口的网格尺寸小或与之相同的其他物质分离。

尺寸比第二分类设备30的开口的网格尺寸大的碎物由金属材料组成。

其他精细物质由包含在电池中的氧化铅和硫酸铅(PbO₂，PbSO₄)组成。本发明的设备的一个优点是其允许以用泵抽吸形式(即，流体、半流体或糊状)回收氧化物或酸性物质。接着利用所述领域技术人员已知的脱水工艺处理这些氧化物和酸性物质。

粗碎片被收集在动态分离器40中。动态分离器40分离每个组成成分材料中的碎片。具体地，将塑料材料与金属材料分离。

接着，塑料材料容纳在静态分离器50中，这使得聚丙烯塑料材料和其他不可循环利用的BCS塑料材料能够分离。

以下参照图2中所示的方法对本发明的实施例进行描述。

以每小时20公吨电池的流速对设备供以电池(步骤100)。

该方法包括利用破碎机10来获得破碎碎片的电池破碎步骤200。

在电池破碎步骤200之后，该方法包括利用装配在破碎机10的下游的第一分类设备20的破碎碎片的第一分类步骤300。

第一分类步骤300使粗碎片与精细碎片分离。

精细碎片代表大约62％的电池。因此，对于20公吨的处理电池，精细物质的量在12.4公吨的数量级内，并且粗碎片的量是5.6公吨。

在该方法的另一步骤400过程中，根据尺寸对精细物质分类；通过第二分类设备30将尺寸大于0.5毫米的碎物与其他精细物质分离。

尺寸大于第二分类设备30的开口的网格尺寸的这些碎物代表大约2.5％的电池重量。因此，对于20公吨的处理电池，尺寸在0.5和4毫米之间(介于第一分类设备20和第二分类设备30的开口的网格尺寸之间)的金属材料的量为0.5公吨。

在该方法的另一步骤500期间，通过动态分离器40使粗碎片(其代表30％的电池重量)根据其组成材料分离：塑料材料与金属材料分离。

金属材料代表20％的电池重量。因此，对于20公吨的处理电池，尺寸大于4毫米的金属材料的量是4公吨。

读者应该意识上述两个步骤400、500可以依次地或者并行地进行以增加处理速度。

在该方法的另一步骤600过程中，按照组成塑料的类型分离塑料材料：将聚丙烯中的塑料材料与其他BCS塑料材料分离。

聚丙烯中的塑料材料代表大约4％的处理电池的重量。因此，在静态分离步骤的出口处每20公吨的处理电池可以获得0.8公吨量的聚丙烯塑料材料。

参考

100填充有电解液的废电池的提取和传送。

200利用破碎机以获得粗破碎碎片的电池的粗破碎。

300利用装配在破碎机的下游的第一分类设备的破碎碎片的第一分类步骤。

400对应于利用装配在第一分类设备的下游的第二分类设备的精细物质的分类的第二分类步骤。

500根据尺寸的粗碎片的动态分类。

600塑料材料的静态分离。

Claims

1.一种处理未破碎的铅蓄电池的设备，包括：

用于破碎所述电池以获得破碎碎片的破碎机（10）；

位于所述破碎机（10）上游的刮刀式提取器（70）；

装配在所述刮刀式提取器（70）和所述破碎机（10）之间的带状传送器（80），所述传送器（80）包括用于清洁所述传送器（80）的带状物（81）的至少一个清洁刮刀；以及

装配在所述破碎机（10）的下游的第一分类设备（20），所述第一分类设备（20）包括容纳螺旋状螺钉（22）的贮存器（21），所述贮存器（21）的壁包括尺寸介于2和6毫米之间以使粗碎片与精细物质分开的开口（23）。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述贮存器开口的尺寸介于3和5毫米之间。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述贮存器开口的尺寸为4毫米。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述破碎机（10）被装配成使所述电池破碎成尺寸为50毫米或尺寸小于50毫米的粗碎片。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括装配成回收来自所述第一分类设备（20）中的精细物质的第二分类设备（30）。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述第二分类设备（30）的贮存器（31）包括尺寸介于0.2和1毫米之间的开口（33）。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述第二分类设备（30）的贮存器（31）的开口（33）的尺寸为0.5毫米。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于回收通过清洁刮刀从传送器（80）的带状物（81）刮下的碎片的装置。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括装配在第一分类设备（20）的下游以收集粗碎片的动态分离器（40），所述动态分离器（40）使金属材料与塑料材料分离。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述设备还包括装配在所述动态分离器（40）的下游以回收塑料材料的静态分离器（50），所述静态分离器（50）使聚丙烯塑料材料与其他塑料材料分离。

11.一种处理未破碎的铅蓄电池的方法，其特征在于，所述方法包括：

利用刮刀提取器（70）将电池传动至带状传送器（80）；

利用传送器（80）把电池传送到破碎机（10），并利用传送器（80）的清洁刮刀将依附于所述传送器（80）的带状物（81）的表面的碎片脱离；

利用破碎机获得破碎碎片的电池的粗破碎（200）；

利用包括容纳螺旋状螺钉的贮存器的第一分类设备对所述破碎碎片分类（300），所述贮存器包括尺寸介于2和6毫米之间以使粗碎片与精细物质分离的开口。