本发明公开了一种三元正极材料的回收处理装置及其工作方法，涉及正极材料回收技术领域。三元正极材料的回收处理装置包括处理箱以及进料框，处理箱的内表面靠近进料框的一侧分别设置有过滤板一与过滤板二；本发明通过依次对正极材料进行第一次一级破碎、第二次一级破碎、第一次二级碾压破碎以及第二次二级破碎，能够在对正极材料进行破碎的同时还能够对每次破碎后粒径大小具有明显差异的正极材料进行分离，实现对正极材料的分层次破碎，从而能够提高破碎后正极材料粒径大小的均匀度，该过程中不仅能够防止粒径较大的颗粒对滤孔造成堵塞，并且能够提高破碎精度，实现破碎筛分效率最大化，有助于后续加工步骤的进行。