Li-ioonakude ringlussevõtu liini tehnoloogilise voo kirjeldus

Li-ioonakud on olulised sülearvutite, mobiiltelefonide ja elektrisõidukite jaoks, kuid nende tootmiseks vajalikud ressursid on piiratud ning nende kaevandamine tekitab keskkonna- ja sotsiaalseid probleeme. .

Liitium-ioonakude ringlussevõtt on oluline, et vältida reostust ja taaskasutada väärtuslikke materjale. Praegu võetakse kogu maailmas ringlusse ainult umbes 50% li-ioonakusid, mis rõhutab vajadust parandada ringlussevõtu protsessid ja suurendada nende tõhusust.

Rumeenias on käimas ELi toetustega rahastatud algatused liitiumioonakude ringlussevõtu tehaste avamiseks, mis võiksid oluliselt kaasa aidata jäätmekäitlusele ja liitiumioonakude tootmiseks vajalike materjalide taaskasutamisele.

silindrilised patareid ringlussevõtuks

ringlussevõetavad li-ion sülearvuti akud

kõvakesta-li-ioonakud

pehme kestaga liitiumioonakud

positiivset / negatiivset tüüpi tahvlid

Li-ioonaku ringlussevõtu peamised etapid

Liitiumioonakude ringlussevõtt on oluline samm väärtuslike materjalide taaskasutamisel ja keskkonnamõju vähendamisel. Protsess hõlmab mitmeid etappe, alates akude kogumisest ja tühjendamisest kuni nende lahtivõtmise, purustamise, eraldamise ja puhastamiseni. Iga etapp on kavandatud nii, et maksimeerida väärismetallide, nagu liitium, koobalt, nikkel ja mangaan, taaskasutamist, tagades samal ajal protsessi ohutuse ja jätkusuutlikkuse.

Akude kogumine ja tühjendamine

Kasutatud liitium-ioonakusid kogutakse erinevatest allikatest, näiteks elektroonikaseadmetest, elektrisõidukitest või energiasalvestussüsteemidest.
Patareid kontrollitakse kahjustuste või lekete suhtes.
Patareid on täielikult tühjendatud, et vähendada keemiliste või termiliste reaktsioonide ohtu töötlemise ajal. Seda saab teha elektrilise tühjendamise, krüogeensete külmutamise või vesilahustesse kastmise teel.

Aku eemaldamine

Akud võetakse käsitsi või automaatselt lahti, et eraldada üksikud elemendid teistest komponentidest, nagu korpus, kaablid ja aku juhtimissüsteem.
Mahakantud komponente saab sõltuvalt nende seisukorrast uuesti kasutada või eraldi ringlusse võtta.

Purustamine ja eraldamine

Akuelemendid purustatakse mehaaniliselt peeneks graanuliteks.
Graanulid eraldatakse erinevateks fraktsioonideks mehaaniliste protsesside abil, nagu rafineerimine, magnetiline eraldamine või keerisvoolude kasutamine.
Eraldi fraktsioonid sisaldavad selliseid materjale nagu vask, alumiinium, plast ja „must mass” (mis koosneb elektroodide aktiivsetest materjalidest nagu nikkel, magneesium, koobalt, liitium, grafiit).

Edasine töötlemine

Must jahu läbib lisaprotsessid, nagu näiteks pürometallurgia (kuumtöötlus) või hüdrometallurgia (protsess, mis hõlmab happelisi või leeliselisi lahuseid), et eraldada ja eraldada väärtuslikke metalle, nagu liitium, koobalt, nikkel, nikkel ja mangaan.
Taaskasutatud metalle saab kasutada uute liitiumioonakude valmistamiseks või muudes tööstuslikes rakendustes.

Puhastamine ja lõpptooted

Ekstraheeritud metallid puhastatakse täiendavalt, et need vastaksid nõutavatele kvaliteedistandarditele.
Lõpptoodete hulka kuuluvad sellised metallid nagu liitium, koobalt, nikkel, vask ja alumiinium, mida saab tootmistsüklisse tagasi tuua.

Oluline on märkida, et mõned etapid, näiteks musta massi pürometallurgiline või hüdrometallurgiline töötlemine, võivad erineda sõltuvalt iga ringlussevõtu tehase kasutatavast tehnoloogiast.

Kuidas eraldatakse Li-ioonakudest väärtuslikke materjale?

Pürometallurgia

Pürometallurgia hõlmab patareide kuumtöötlemist, et eraldada väärtuslikke metalle. Protsess hõlmab järgmisi etappe:

Patareide purustamine: Patareid purustatakse vasaraveskis väikesteks killustikeks.
Sulatamine: killud sulatatakse kõrgel temperatuuril ahjus, kus metallid eralduvad teistest materjalidest.
Metallide taaskasutamine: sulast võetakse tagasi sellised väärtuslikud metallid nagu koobalt, nikkel ja vask.

Pürometallurgia on tõhus metallide taaskasutamisel, kuid see on energiamahukas ja tekitab kasvuhoonegaaside heitkoguseid.

Hüdrometallurgia

Hüdrometallurgia kasutab keemilisi lahuseid metallide lahustamiseks patareidest. Etapid hõlmavad järgmist:

Purustatud patareid kastetakse metallide lahustamiseks happega või muude keemiliste lahustega täidetud mahutitesse.
Lahustunud metallid sadestatakse lahusest keemiliste reagentide lisamisega.
Väljasaadetavad metallid puhastatakse, et saada kvaliteetseid tooteid.

Hüdrometallurgia on vähem energiamahukas kui pürometallurgia, kuid hõlmab ohtlike kemikaalide kasutamist.

Ultraheli tehnoloogia

Ultrahelitehnoloogia kasutab kõrgsageduslikke helilained, et kiirendada keemilisi ekstraheerimisprotsesse. Etapid hõlmavad järgmist:

Patareid puutuvad kokku ultrahelilainetega keemilises lahuses, mis suurendab metallide lahustumist.
Lahustunud metallid võetakse tagasi standardsete keemiliste meetoditega.

Ultrahelitehnoloogia on tõhus ja võib vähendada metallide eraldamiseks kuluvat aega.

Li-ioonakude ringlussevõtu liin - vajalikud seadmed ja tootmisplaan

Li-ioonakude ringlussevõtu liiniks vajalikud seadmed:

Esimene peenestusprotsess toimub 2-vahes purustusseadmega, millest tuleb välja 50 x 100-150 mm suurune purustatud materjal.
Esimeses purustusseadmes purustatud materjal transporditakse lintidel rafineerimisseadmesse, kus toimub teine, palju peenem purustamine, mis vähendab materjali suurust umbes 15 mm-ni.
Purustatud materjal kuivatatakse ja suunatakse õhuseparaatorisse, et eraldada raske materjal, raud- ja mitteraudmetallid kergest materjalist, peamiselt plastist ja mustast massist.
Pastille ja mustad ained pannakse vahesilosse ja jahvatatakse seejärel pulbriks.
Mustmetallid eraldatakse magnetilise trumli vibreeriva sõelaga ja värvilised metallid keerdvooluseparaatoriga.
Materjal suunatakse rafineerimisseadmesse, peenfraktsioon koosneb mustast jahust (50-80 %) ja täidetakse suurtesse kottidesse. Üleliigne materjal eraldatakse kergeks ja raskeks materjaliks siksakilise rafineerimisseadme abil. Raske materjal kogutakse rafineerija all olevasse kurnasse.
Kerge materjal seevastu viiakse tsüklonveski abil ühtlasesse suurusesse ja jagatakse sõelumasinaga viieks fraktsiooniks: alamõõduline materjal koosneb mustast massist ja kolm eraldusüksust koosnevad vase/alumiiniumi, plastide ja raudmetallide fraktsioonidest.