机械解离和筛分系统是废旧锂电池石墨负极回收过程中的主要物理纯化步骤。这些系统专门设计用于将活性石墨粉末与集流体碎片——主要是铜箔和铝箔——分离开来，从而获得高纯度的再生原料。
核心要点 通过使用高精度工业筛网，回收商可以将石墨与金属碎屑进行物理分离，纯度可达 99% 以上。这种机械预处理对于最大化材料的表面积至关重要，这能显著提高后续化学或生物纯化过程的效率。
材料分离的机械原理
从金属箔中分离石墨
锂离子电池的物理拆解会产生由电极材料和结构组件组成的混合物。机械筛分系统处理这种混合物，以将所需的活性石墨粉末与较大的不需要的碎片分离开来。
去除集流体
此阶段的主要污染物是集流体的碎片，特别是铜箔和铝箔。由于这些金属碎片在物理上比脆性的石墨负极材料更大且更具延展性，因此工业级筛网具有特定的孔径，可以有效地将其过滤掉。
精度和纯度标准
关键筛网范围
为了最大化回收率和纯度，筛分过程必须在特定的精度范围内运行。实施300 目至 600 目之间的筛分被确定为石墨回收的最佳标准。
实现高等级纯度
当应用此特定筛网范围时，分离过程可使回收的石墨粉末达到99% 以上的纯度。这种高质量的原材料是成功进行下游纯化和再生的先决条件。
提高下游反应性
最大化表面积
除了简单的分离，破碎和筛分过程还用于将电极材料减小到极细的粉末，通常小于75 微米。这种减小对于增加材料的固体表面积至关重要。
改善化学和生物接触
更大的表面积有利于后续处理阶段更好的固液接触。无论是使用化学试剂还是生物浸出微生物，更细的粒径都能确保更快、更均匀的反应速率，从而显著提高金属浸出和表面再生的效率。
理解局限性
物理分离与化学分离
虽然机械筛分可以达到高纯度（>99%），但它仍然是一种物理预处理方法。它可以有效地去除大块金属碎片，但无法去除嵌入石墨结构中的化学粘合剂或原子级杂质。
对下游处理的依赖性
机械分离并非完整电池回收的独立解决方案。它产生“干净”的原材料，但该材料仍需经过后续的纯化和再生过程，以恢复新电池再利用所需的电化学性能。
根据您的目标做出正确选择
为了优化您的回收预处理生产线，请根据您的下游需求调整您的机械规格：
- 如果您的主要重点是材料纯度：优先选择能够严格在300 至 600 目之间运行的高精度筛分系统，以确保铜和铝被完全去除。
- 如果您的主要重点是反应效率：确保您的破碎系统将粒径减小到<75 微米，以最大化表面积，从而实现更快的生物浸出或化学处理。
有效的机械预处理将混合电池废物转化为均匀、高纯度的商品，可用于再生。
总结表：
| 工艺阶段 | 目标 / 操作 | 关键规格 |
|---|---|---|
| 材料分离 | 将石墨与铜/铝箔分离 | 物理拆解 |
| 精密筛分 | 达到 >99% 石墨纯度 | 300 - 600 目范围 |
| 粒度减小 | 增加表面积以提高反应性 | <75 微米 |
| 预处理优势 | 优化固液接触 | 增强浸出/再生 |
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参考文献
- Yu Qiao, Yong Lei. Recycling of graphite anode from spent lithium‐ion batteries: Advances and perspectives. DOI: 10.1002/eom2.12321
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
