磷酸铁锂，三元锂电池负极材料铜箔黑粉电解液高温煅烧处理设备.docVIP

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磷酸铁锂、三元锂电池负极材料铜箔黑粉电解液高温煅烧处理设备

——废旧锂电池材料热解煅烧系统设计方案与工艺详解

一、项目背景

随着新能源电池的广泛应用，废旧锂电池的回收处理已成为资源循环利用的重要课题。磷酸铁锂（LFP）、三元材料（NCM/NCA）等正极材料、铜箔、黑粉（含碳、石墨、粘结剂）以及电解液残留物等在回收过程中，常伴随有机污染物、粘结剂、塑料杂质等，影响后续金属提取与材料再生。

为实现材料提纯、金属富集、有机物去除等目标，高温煅烧处理设备成为废旧锂电池材料热解、脱附、炭化、氧化、还原等工艺中的关键装备。

二、处理对象与工艺需求

1.?处理物料类型

物料

主要成分

特点

磷酸铁锂材料

LiFePO?、碳、粘结剂

含有机粘结剂、电解液残留

三元材料

LiNi?Co?Mn_zO?、碳、粘结剂

含有机物、隔膜碎片

铜箔废料

铜箔碎片、石墨涂层

含石墨、粘结剂

黑粉

石墨、碳、铜粉、粘结剂

混合粉状物料，易燃

电解液残留物

LiPF?、EC、DEC、DMC等

易挥发、易燃、有毒

2.?处理目标

项目

目标

有机物去除率

≥99%

粘结剂去除率

≥98%

石墨/碳脱附率

≥95%

金属回收率

≥90%（铜、锂、镍、钴）

热解温度

400~700℃（脱附/炭化）

煅烧温度

700~1000℃（氧化/还原）

尾气排放

达标排放（GB16297-1996）

三、设备选型与结构设计：高温煅烧回转窑系统

1.?设备类型

高温煅烧回转窑（连续式/间歇式）

适用工艺：脱附、炭化、氧化、还原、焙烧

加热方式：天然气、电加热、煤气等

气氛控制：空气、氮气（N?）、氩气（Ar）、CO?、H?等可调

2.?窑体结构

材质：δ12mm310S耐高温不锈钢（抗腐蚀、抗氧化）

内衬材料：高纯氧化铝砖（Al?O?≥99%）或碳化硅砖，耐高温、抗腐蚀

窑体长度：根据产能设计（如Φ1.2m×18m）

窑体直径：Φ1.0m~Φ2.5m（满足不同产量需求）

倾斜角度：1°~4°（便于物料流动）

转速范围：0.3~3r/min（变频调速）

3.?加热系统

加热方式：天然气燃烧加热（低氮燃烧器）或电加热（硅碳棒、硅钼棒）

燃烧器配置：多段燃烧器（3~5段），实现梯度升温

加热区段：

预热干燥区（100~300℃）

热解脱附区（400~600℃）

高温煅烧区（700~1000℃）

温度控制：PID自动控温，±5℃精度

热效率：≥80%

余热回收系统：设置热交换器，回收烟气余热用于预热进风或干燥系统

4.?气氛控制系统

保护气体：氮气（N?）、氩气（Ar）

反应气体：CO?、H?O（蒸汽）、H?（还原气氛）

氧含量控制：＜50pp