Ličio jonų baterijos yra būtinos nešiojamiesiems kompiuteriams, mobiliesiems telefonams ir elektrinėms transporto priemonėms, tačiau joms gaminti reikalingi ištekliai yra riboti, o jų gavyba apima aplinkos ir socialines problemas. Perdirbti šias baterijas sunku, tačiau norint išgauti vertingas medžiagas, tokias kaip varis, kobaltas, manganas ir litis, būtina perdirbti šias baterijas, tačiau norint išgauti vertingas medžiagas, tokias kaip varis, kobaltas, manganas ir litis, reikia perdirbti.

Ličio jonų baterijų perdirbimas yra būtinas norint išvengti taršos ir atgauti vertingas medžiagas. Šiuo metu visame pasaulyje perdirbama tik apie 50% ličio jonų baterijų, o tai pabrėžia būtinybę tobulinti Perdirbimo procesai ir didinti jų efektyvumą.

Rumunijoje yra iniciatyvų, finansuojamų iš ES negrąžinamų lėšų, skirtų kai kurioms ličio jonų baterijų perdirbimo gamykloms atidaryti, o tai galėtų labai prisidėti prie atliekų tvarkymo ir ličio jonų baterijų gamybai reikalingų medžiagų išgavimo.

Cilindrinės perdirbimo baterijos

Li-jonų baterijos su kietu dėklu

Ličio jonų baterijos su minkštu dėklu

Teigiamo / neigiamo tipo plokštelės

Pagrindiniai ličio jonų baterijų perdirbimo proceso etapai

Ličio jonų baterijų perdirbimas yra svarbus žingsnis siekiant atgauti vertingas medžiagas ir sumažinti poveikį aplinkai. Procesas apima keletą etapų, nuo akumuliatoriaus surinkimo ir iškrovimo iki išmontavimo, smulkinimo, atskyrimo ir gryninimo. Kiekvienas etapas yra skirtas maksimaliai padidinti tauriųjų metalų, tokių kaip litis, kobaltas, nikelis ir manganas, atgavimą, kartu užtikrinant proceso saugumą ir tvarumą.

Akumuliatoriaus surinkimas ir iškrov

• Naudotos ličio jonų baterijos renkamos iš įvairių šaltinių, tokių kaip elektroniniai prietaisai, elektrinės transporto priemonės ar energijos kaupimo sistemos.
• Baterijos yra patikrintos, siekiant nustatyti galimą pažeidimą ar nuotėkį.
• Baterijos yra visiškai išsikrovusios, kad būtų sumažinta cheminių ar terminių reakcijų rizika apdorojimo metu. Šį etapą galima pasiekti naudojant elektros išlydimą, kriogeninį šalną arba panardinant į vandeninius tirpalus.

Baterijų išėmimas

• Baterijos išardomos rankiniu būdu arba automatiškai, kad būtų atskirti atskiri elementai nuo kitų komponentų, tokių kaip korpusas, laidai ir baterijų valdymo sistema.
• Išmontuoti komponentai gali būti naudojami pakartotinai arba perdirbti atskirai, atsižvelgiant į jų būklę.

Smulkinimas ir atskyrimas

• Akumuliatoriaus elementai mechaniškai susmulkinami į smulkias granules.
• Granulės yra atskirtos į skirtingas frakcijas mechaniniais procesais, tokiais kaip rafinavimas, magnetinis atskyrimas arba naudojant sūkurines sroves.
• Atskirose frakcijose yra tokių medžiagų kaip varis, aliuminis, plastikas ir „juodoji masė” (sudarytos iš aktyvių elektrodų medžiagų, tokių kaip nikelis, magnis, kobaltas, litis, grafitas).

Tolesnis apdorojimas

• Juodoji masė yra veikiama papildomų procesų, tokių kaip pirometalurgija (terminis apdorojimas) arba hidrometalurgija (procesas, apimantis rūgštinius arba šarminius tirpalus), siekiant išgauti ir atskirti vertingus metalus, tokius kaip litis, kobaltas, nikelis ir manganas.
• Regeneruoti metalai gali būti naudojami naujų ličio jonų baterijų gamybai arba kitose pramonės srityse.

valymas ir galutinių produktų gavimas

• Išgauti metalai toliau gryninami, kad atitiktų reikiamus kokybės standartus.
• Galutiniai gauti produktai yra metalai, tokie kaip litis, kobaltas, nikelis, varis ir aliuminis, kurie gali būti vėl įtraukti į gamybos ciklą.

Svarbu pažymėti, kad kai kurie etapai, pavyzdžiui, pirometalurginis arba hidrometalurginis juodosios masės apdorojimas, gali skirtis priklausomai nuo konkrečios kiekvienos perdirbimo įmonės naudojamos technologijos. 

Perdirbtas aliuminis iš ličio jonų baterijų

Varis perdirbtas iš ličio jonų baterijų

Juoda masė, perdirbta iš ličio jonų baterijų

Atskirkite medžiagas nuo ličio jonų baterijų perdirbimo

Kaip iš ličio jonų baterijų išgaunamos brangios medžiagos?

pirometalurgija

Pirometalurgija apima terminį baterijų apdorojimą vertingiems metalams atskirti. Procesas apima šiuos veiksmus:

• Baterijų smulkinimas: baterijos susmulkinamos plaktuku, kad gautųsi maži skeveldros.
• Lydymas: fragmentai ištirpsta aukštoje temperatūroje orkaitėje, kur metalai atsiskiria nuo kitų medžiagų.
• Metalo atkūrimas: vertingi metalai, tokie kaip kobaltas, nikelis ir varis, išgaunami iš išlydytos masės.

Pirometalurgija yra veiksminga metalo atgavimui, tačiau ji sunaudoja daug energijos ir išmeta šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą.

vandenligė

Hydmetalurgija naudoja cheminius tirpalus metalams tirpinti baterijose. Etapai apima:

• Susmulkintos baterijos panardinamos į rūgščių baseinus ar kitus cheminius tirpalus metalams tirpdyti.
• Ištirpusius metalus nusodina tirpalas, pridedant cheminių reagentų.
• Nusodinti metalai išgryninami, kad būtų gauti aukštos kokybės produktai.

Hidrometalurgija yra mažiau energetiškai intensyvi nei pirometalurgija, tačiau ji apima pavojingų cheminių medžiagų naudojimą.

Ultragarso technologija

Ultragarso technologija naudoja aukšto dažnio garso bangas, kad pagreitintų cheminio ekstrahavimo procesus. Etapai apima:

• Baterijos yra veikiamos ultragarso bangomis cheminiame tirpale, o tai pagerina metalų tirpimą.
• Ištirpę metalai išgaunami standartiniais cheminiais metodais.

Ultragarso technologija yra efektyvi ir gali sutrumpinti metalo ekstrahavimo laiką.

Ličio jonų baterijų perdirbimo linija – reikalingos mašinos ir gamybos išdėstymas

Mašinos, reikalingos visu srautu ličio jonų akumuliatoriaus perdirbimo linijai:

• Pirmasis smulkinimo procesas atliekamas 2 veleno smulkintuvu, iš kurio išeina 50 x 100–150 mm dydžio susmulkintos medžiagos, iš kurių išeina 50 x 100–150 mm dydžio susmulkintos medžiagos.
• Pirmajame smulkintuve esanti susmulkinta medžiaga ant juostelės nešama į rafinavimo įrenginį, kad būtų atliktas daug smulkesnis antrinis pjaustymas, kuris sumažins dydį iki maždaug 15 mm
• Susmulkinta medžiaga džiovinama ir tiekiama į oro separatorių, kad būtų galima atskirti sunkias medžiagas, juoduosius ir spalvotuosius metalus nuo lengvosios medžiagos, daugiausia plastiko ir juodos masės
• Pasta ir juodoji medžiaga įvedama į tarpinį silosą ir susmulkinama į miltelių pavidalą
• Juodieji metalai yra atskirti ryškiu magnetiniu būgno ekranu ir spalvotaisiais metalais, naudojant sūkurinės srovės separatorių
• Medžiaga tiekiama rafinuotojui, smulkioji frakcija susideda iš juodos masės (50-80 % proporcija) ir užpildoma dideliais maišais. Negabaritinė medžiaga išsiskiria į lengvą, o sunkią – į zigzago rafinavimo įrenginį. Sunki medžiaga surenkama į lovelį po rafinatoriumi.
• Kita vertus, lengva medžiaga plaktuku malūno pagalba paverčiama vienodu ir padalijama į penkias frakcijas sieto mašina: per mažo dydžio medžiaga susidaro iš juodos masės, o tris atskyrimo vienetus sudaro vario/aliuminio frakcijos, plastikai ir juodieji metalai.