废旧电池回收用的真空蒸馏装置

摘要

一种废旧电池回收用的真空蒸馏装置,涉及废旧电池回收处理装置。其特征是管状真空室分为蒸馏段和冷凝段,在蒸馏段设有高温加热装置,冷凝段设有多区域分段控制的低温加热装置,在真空室内设置有可沿整个真空室滑动的管式冷凝器。所述的管式冷凝器的内表面为粗糙化处理的内表面。在真空室出口处设置滤网。本装置能使不同熔点的物质选择回收并可利用同一套设备处理不同种类的废旧电池。本装置能使废电池中有价金属元素以纯金属的状态提取回收,物质的回收率高、产物纯度高、对环境影响小并不产生二次污染。

说明书

技术领域

本发明涉及废旧电池回收处理装置，特别涉及一种利用真空蒸馏方法回收废旧电池的装置。

背景技术

废弃的电池中含有大量的重金属，如汞、镉、铅和镍等，都对人体十分有害。从资源综合利用的角度考虑，废旧电池中含有大量的有价金属元素，如能进行再生利用，不但节约了有限的资源，而且避免了对环境的污染。尤其对于有色金属镉等资源相对贫乏的国家，发展废旧电池的再生利用技术就更加重要。

目前常用的废旧电池资源化装置主要有湿法和火法两种装置。(1)湿法装置：湿法装置的主要原理是，首选将电池进行破碎，然后进行氧化焙烧，利用酸液进行浸出或溶解，将电池中的固体金属成分转化为溶液中的金属，最后利用各种离子在溶液中的不同性质进行分离并实现回收。常用的方法有：选择性浸出、选择性沉淀、溶剂萃取、电解、金属置换和离子交换。湿法过程都需要经过电池破碎和酸液浸出或溶解这一过程，普遍存在着浸出率和溶解率不高的缺点。而且湿法过程的产物大多为盐类，金属回收价值大大降低。同时在处理过程中会产生大量的极难处理的含重金属离子的废水，对环境造成了二次污染(Zhihuai Xue，Zongling Hua，and Naiyi Yao et a1.，Separtion and Recovery of Nickel and Cadmium fromSpent Cd-Ni storgae Batteries and Their Process Wastes，Sepration Science andTechnology，27(2)，213-221，1992)。(2)火法装置：火法装置的原理是首先对电池进行破碎，然后进行氧化焙烧，最后利用电池中各组分的氧势不同和熔点不同进行分离。该方法的基本原理是用碳作还原剂，常温提纯熔化金属，操作温度大多在1100℃以上，金属的回收率在90％以上，但能量消耗大，环境影响大，操作条件恶劣(J.J.Liotta，J.C.Onuska andR.H.Hanewald，Nickel-cadmium battery recycling through the INMETO high temperaturemetals recovery process，Proceedings of the annual battery conference the 10th 1995，83-88)。

上述的回收处理装置都不同程度的存在着回收率较低、产物纯度低、产物价值较低、操作条件恶劣和极易产生二次污染的缺陷。而且各种电池回收装置都只能处理一种电池，使用效率和范围都受到很大限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物质回收率高、产物纯度高、对环境影响小和不产生二次污染的废旧电池回收用的真空蒸馏装置。

本发明提出的一种废旧电池回收用的真空蒸馏装置，主要包括炉体1、设置在炉体内的管状真空室2、与炉体相连的温度控制器5、与管状真空室相连的真空计6及废气处理装置7、真空泵8，其特征在于：管状真空室2分为蒸馏段和冷凝段，在蒸馏段设有高温加热装置，冷凝段设有多区域分段控制的低温加热装置，在真空室2内设置有可沿整个真空室滑动的管式冷凝器4。所述的管式冷凝器4的内表面为粗糙化处理的内表面。在真空室2出口处设置滤网9。

由于本装置利用蒸馏段和冷凝段温度分别控制、冷凝段温度的多区域分段控制和滑动冷凝器，实现了一套装置处理镍镉、含汞、含铅、氧化汞和锌碳干电池等多种废电池；在同一个真空室中同时实现蒸馏和冷凝，最大程度上避免了有毒金属蒸气的泄露，环境影响小。整个工艺操作过程无废水、有害废气产生，避免了二次污染。

附图说明

图1为本发明废旧电池回收用的真空蒸馏装置示意图。

图2为本发明真空室和相关的加热装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图具体说明本发明的具体结构及优选方式：

图1为本发明废旧电池回收用的真空蒸馏装置示意图。该装置主要包括炉体1、设置在炉体内的管状真空室2、废旧电池3、冷凝器4、与炉体相连的温度控制器5、与管状真空室相连的真空计6及废气处理装置7、真空泵8、设置在管状真空室出口的滤网9、高温加热装置10、低温加热装置11。管状真空室2分为蒸馏段和冷凝段，在蒸馏段设有高温加热装置，冷凝段设有多区域分段控制的低温加热装置。本装置中的加热设备采用分段加热及相关的温度和压力控制形式(如图2所示)，整个加热段分为高温段和低温段，高温段为蒸馏区，温度设定为蒸馏温度，低温段为冷凝区，为了实现特定的温度分布，低温区还可分成多个区域，这样可以在同一个真空室中实现物质的蒸馏和冷凝同时发生。在管状真空室2内设置有可沿整个真空室滑动的管式冷凝器4，并与其利用间隙配合，这样可实现不同熔点的物质选择回收，实现同一套设备处理不同种类的废电池。真空室2和冷凝器4采用热膨胀系数相同或相近的物质制造，管式冷凝器4的内表面可以进行粗糙化处理，实现要回收物质的更好凝结。在真空室出口处设置滤网9，防止固体物质吸入真空泵。真空系统采用联动泵防倒吸设计。

利用本发明的废旧电池回收真空蒸馏装置回收废旧镍镉电池可达到如下指标，废电池中有价金属元素镉以纯金属的状态提取回收，镉回收率大于99％，冷凝镉纯度大于99.7％，剩余的镍铁合金基本不含镉，完全可用于生产不锈钢，整个处理过程不产生任何二次污染。