我国锂离子电池2017年产量117894.7万只,累计同比增长31.25%。废弃锂离子电池的资源化回收利用,不仅能够缓解我国重要资源短缺的问题,而且能够防止其对环境造成严重污染,进而带来可观的经济效益和社会效益。近年来研究学者大都专注于废弃锂离子电池中钴的回收,对于破碎后物料中铜箔和铝箔的物理回收利用研究较少。本研究利用剪切破碎及和立式冲击破碎机对电池和未经过处理的集流体进行破碎处理,选取富集电池集流体的-2+0.25 mm物料,利用主动脉动气流实验装置进行试验,得到主动脉动气流分选集流体的影响因素和分离效率。基于两相流仿真模拟,研究片状颗粒在主动脉动气流场中的分选机理,为电池中集流体的有效分离奠定理论基础。为研究废弃锂离子电池破碎后集流体的物理化学性质,对实际物料和模拟物料进行粒度和表面性质分析。粒度分布近似为正态分布,颗粒整体较为规则,但是类球型颗粒较少,多数为厚片状。扫描电镜分析表明实际物料组成较为复杂,除含有集流体外,还含有少部分的电池外壳材料。实际物料集流体表面含有的石墨和钴酸锂颗粒是导致实际物料与模拟物料分选效果不同的重要因素。基于集流体中铜箔铝箔密度的不同,进行模拟物料的主动脉动气流分选试验,通过调节气流速度、脉动频率和给料速度得到最优的分选条件。气流速度影响颗粒所受曳力的大小,对分离效率影响最大。响应面试验得到-1+0.5mm模拟物料的最高分离效率为71.22%,-0.5+0.25 mm模拟物料最高分离效率为73.15%。对比不同粒度模拟物料的分离效率,发现颗粒粒度和粒度级宽窄会影响分选效果。参照模拟物料的试验最优分选条件进行CFD-DEM耦合计算整个分选过程。气流场的压强和速率周期性变化。在给料端和重产物出料端无明显压强变化,为给料和分选区域的相对稳定性提供了良好条件。颗粒分选区域内周期性上下运动,大部分铝颗粒成为轻产物,铜颗粒成为重产物。颗粒的位移、速度和受力变化呈现周期性变化,通过定量分析随机选择的两组颗粒运动速度、所受合力、升力、扭矩的变化得到:颗粒在分选过程中Saffman剪切提升力、虚拟质量力远小于重力和曳力,可以忽略不计;受颗粒加速度影响明显的Basset力大小是重力的千分之一,对颗粒的运动行为影响不大。颗粒在主动脉动气流分选过程中重力和曳力对分选起主导作用。仿真模拟结果与模拟物料的分选结果相吻合。在分选过程中,颗粒的形状性质不会消除密度对分选效果的影响。实际物料经过再破碎之后颗粒形状发生变化,但影响分离效率的因素不变。响应面试验得到-1+0.5 mm物料的最优分选条件为:气流速度7.62 m/s、脉动频率3.91 Hz、给料速度0.62 g/s,达到的最大分离效率是63.68%,铜的回收率为67.64%。铝的回收率为96.21%。-0.5+0.25 mm物料的最优分选条件为:气流速度6.10 m/s、脉动频率7.15 Hz、给料速度0.5 g/s,达到的最大分离效率是68.19%,铜的回收率为83.82%。铝的回收率为84.37%。