废电池分选设备的设计（筛分和装箱机构）开题报告班级（学号）：机 0606 （306010633） 学生姓名：董金鑫指导教师：王科社一、综述废电池虽小，危害却很大。废电池被弃后，电池的外壳被慢慢地腐蚀，其中的重金属物质会逐 渐渗入水体和土壤，造成污染。重金属污染的最大特点是它在自然界是不能降解，只能迁移。也就 是说，一旦水体或土壤被污染，水体或土壤不能进行自身的净化作用将污染消除，而是重金属容易 在生物体内积累，从而随时间的推移，积累到一定量之后，产生致畸或致病作用，最终导致生物体 死亡。从电池里面分解出来的金属种危害有以下几种表现：锰过量的锰蓄积于体内引起神经性功能障碍，早期表现为综合性功能紊乱。较重者出现两腿发 沉，语言单调，表情呆板，感情冷漠，常伴有精神症状。锌 过量的含锌盐类能使蛋白质沉淀，对皮膜粘膜有刺激作用。当在水中浓度超过10-50毫史/ 升时有致癌危险，可能引起化学性肺炎。铅铅主要作用于神经系统、活血系统、消化系统和肝、肾等器官能抑制血红蛋白的合成代谢过 程，还能直接作用于成熟红细胞，对婴幼儿影响甚大，它将导致儿童体格发育迟缓，慢性铅中毒可 导致儿童的智力低下。镍镍粉溶解于血液，参加体内循环，有较强的毒性，能损害中枢神经，引起血管变异，严重者 导致癌症。镉另有研究表明，慢性镉中毒会造成人体肾脏损害，或者引起骨骼疾病等；镉还会影响雄性动 物的前列腺功能。汞它在这些重金属污染物中是最值得一提的，这种重金属，对人类的危害，确实不浅，长期以 来，我国在生产干电池时，要加入一种有毒的物质汞或汞的化合物，我国的碱性干电池中的汞 的含量达到1-5%,中性干电池为0.025%,全国每年用于生产干电池的汞具有明显的神经毒性,此外对 内分泌系统、免疫系统等也有不良影响，1953年，发生在日本九州岛的震惊世界的水俣病事件，给 人类敲响了汞污染的警钟。目前世界上生活垃圾处理主要是卫生填埋、堆肥和焚烧三种方式，混入生活垃圾的废旧电池在 这三个过程中的污染作用体现在：填埋：废旧电池的重金属通过渗滤作用污染水体和土壤。焚烧：废 旧电池在高温下，腐蚀设备，某些重金属在焚烧炉中挥发在飞灰中，造成大气污染；焚烧炉底重金 属堆积，给产生的灰渣造成污染。堆肥：废旧电池的重金属含量较高，造成堆肥的质量下降。再利 用：一般采用反射炉火冶金法，工艺虽然容易掌握但是回收率只有 82%，其余的铅以气体和粉尘的 形态出现，同时冶炼过程中的二氧化硫会进入空气中，造成二次污染，直接危害操作工人的健康。我国现有的再利用技术1以海南工贸发展有限公司总工程师王宗良同志为主的课题组经过16 年研制成废旧电池综合 利用处理工艺于2001 年向国家申请发明专利，该工艺将废旧电池破解分选后，经过还原焙烧、浸出、 净液、锌锰同时电解，可回收废旧电池中82%的有用成分，其中锌的总回收率可达83%以上，二氧化 锰的总回收率约为 82%，含汞废渣可送专门工厂处理。此工艺可取得相当可观的经济效益和环境效、人益。2由北京科技大学和河北易县共同投资的东华鑫馨废旧电池再生厂，利用北京科技大学曾平荣 教授研制的物质分解化学提纯废水处理技术3回收铁皮、锌皮、铜帽、铜针，并通过电解 加工获得高质量锌、锰产品，还可回收汞及铁红等副产品，处理后的废水可循环使用，基本上不用 排出，年废旧电池处理量为3000 吨。一些国外先进的回收再利用技术我们知道，外国的有些科学技术比我们先进，因此我们应该积极吸取和借鉴外国先进的技术来 发展和促进我国的废旧电池利用事业.1瑞士：有两家专门加工利用旧电池的工厂，巴特列克公司采取的方法是将旧电池磨碎，然后 送往炉内加热，这时可提取挥发出的汞，温度更高时锌也蒸发，它同样是贵重金属。铁和锰熔合后 成为炼钢所需的锰铁合金。该工厂一年可加工2000吨废电池，可获得780 吨锰铁合金，400 吨锌合 金。另一家工厂则是直接从电池中提取铁元素，并将氧化锰、氧化锌、氧化铜和氧化镍等金属混合 物作为金属废料直接出售。不过，热处理的方法花费较高，瑞士还规定向每位电池购买者收取少量 废电池加工专用费。2德国：德国为加强对废旧电池的管理，实施了废旧电池回收管理新规定。规定要求消费者将 使用完的干电池、钮扣电池等各种类型的电池送交商店或废品回收站回收，商店和废品回收站必须 无条件接受废旧电池，并转送生产厂家进行回收处理。3西欧许多国家不仅在商店，而且在大街上都设有专门的废电池回收箱，将收集起来的废电池 先用专门筛子筛选出那些用于钟表、计算器及其他小型电子仪器的纽扣电池，它们当中一般都含有 汞，可将汞提取出来加以利用，然后人工分拣出镍镉电池，法国一家工厂就从中提取镍和镉，再将 镍用于炼钢，镉则重新用于生产电池。从以上可以看出电池的回收利用无论是从资源的回收利用，还是人类的健康方面都来讲有着相 当重要的意义。而相对来说呢我国做的还很不够。很多组织打着回收的旗号，将电池收集起来之后又统统的扔 进了垃圾箱。不是他们不想处理，而是找不到相应的回收部门。说道回收，当然少不了电池的分选 设备。因此来说我认为我们设计的分选机构有着相当重要的意义。二、研究内容圆柱电池型号筛选以及一次性电池和充电电池的区分，并且最终装箱：1接收上面步骤处理过剩余的电池，使其排列等待下一步区分。2区分号1 电池、5 号电池、7号电池的区分，且分别传送至下一工作区。3将每种圆柱电池进行区分，分离成一次性电池、锰电池、镍电池等。4将分离开的每种电池进行装箱。厝圆柱电池型 号分选机构方形甲池筛 选机构吹风机构去 除垃圾未经处理的鲁池经挂陆机 构装箱方形圆形和 手机电池圆形电池手 机电池方形电池经挂从机构 装箱垃圾垃圾箱经排队机构 装箱方影电池1, 5, 电池充电 电池充琨电池 筛选机构一次电池挂陆裝箱 等待拆解手机足池筛 诜和构圆形 电池图 1 分选装置流程图三、实现方法与预期目标1.电池进行排队，只需要控制传送带的速度同时加装两个卡销即可。（图4 为原理图）21 号电池、5 号电池、7 号电池的区分，利用圆柱的直径进行区分。同样利用卡槽进行设计使 电池排队。（如图 2）3圆柱电池又分为一次性电池、锰电池、镍电池等，我们利用他们质量的差别，利用传感器将经 排队的电池进行区分。（如图 3）4通过使箱体往复运动使电池依此排入箱体中。难点有以下两点：1如何区分一次性电池与充电电池（主要因为经过筛选电池形状已经没有过大区别，不能用一般 方法区分）。2.如何依次将电池装进不同的箱体。 预期目标：废电池分选设备的工作原理图，废电池分选设备（筛分和装箱机构）的装配图；零件图 和动画演示等；（以上图量不小于3A0）；设计说明书约3万字；图 2 圆柱电池分选机构图 3 各种重金属电池分选机构重金属电池分选机构图 4 原理图四、进度的具体安排 第一周至第四周为调研、资料查询阶段，完成调研报告、综述报告和开题报告及中文翻译。 第五周：电池型号筛选系统设计以及动力计算、关键零件的校核计算。（A0图1张）。第六周：型号筛的辅助系统设计（A3图1张）。第七周：重力检测装置设计以及动力计算、关键零件的校核计算。（A0图1张）。 第八周：控制系统设计（单片机与传感器的链接及传感器的选择）。第九周：电池装箱机构设计以及动力计算、关键零件的校核计算。（A0图1张）。 第十周：整理前期的设计工作，接受学校与系的期中检查； 第十一周：分选机传送装置总体布局衔接设计。第十二周：演示动画制作。第十三周：写第1 3周的工作报告及总结。 第十四周：完善设计图并打印；整理设计说明书并装订。第十五周：毕业设计总结；必要的资料和成果刻光盘存档；答辨准备，写答辩提纲。 第十六周：答辩；五、参考文献1 万永明废旧电池回收处理机：中国，02222062.3P.2002-03-292 苏志明欧盟电池法提高贸易商责任感J.中国质量报，2006年，002版：1-13 魏长宽废旧手机电池回收利用研究D.青岛，中国海洋大学，2008.4 万永明.废旧电池回收分解头：中国， 00222863.7P.2001.1-1-135 北京有色金属研究总院.二次电池分选传输装置：中国， 0025210.0P.2001-9-196 北京有色金属研究总院.二次电池分选系统装置：中国， 01260468.2P.2002-7-177 天津大学.基于传感器的电池分选设备及其方法：中国， 200210016033.6P.2006-4-198 天津市并联精密机械有限公司.智能电池分选台：中国， 200520027593.7P.2007-1-109 范云涨，陈兆年.金属切削机床简明手册.北京：机械工业出版社，199410 韩秋实主编.机械制造技术基础.北京，机械工业出版社，200411 赵松年，张奇鹏主编.机电一体化机械系统设计.北京，机械工业出版社，199812 机电一体化技术手册编委会.机电一体化技术手册（上册，下册）.北京，机械工业出版社，199413 宋学义主编.袖珍液压气动手册.北京，北京机械工业出版社，199514 Huang B,Cook C C,Mui S etc. High energy density,thin-film,rechargeable lithium batteries for marine field operationsJ .Journal of Power Sources, 2001, 97-98 :674-676 .15 李胜. General English Table of Contents,Battery Bimonthly Vol.39,No.1-6,2009DB/0L. 中国：China Academic Journal Electronic Pulishing House,2009T2指导教师：2010 年3 月 25 日督导教师：年月日领导小组审查意见：审查人签字：年月日