Li-jonu bateriju pārstrādes līnijas tehnoloģiskās plūsmas apraksts

Li-jonu baterijas ir ļoti svarīgas klēpjdatoriem, mobilajiem tālruņiem un elektriskajiem transportlīdzekļiem, taču to ražošanai nepieciešamie resursi ir ierobežoti, un to ieguve rada vides un sociālās problēmas. Šo bateriju pārstrāde ir sarežģīta, bet ir nepieciešama augstas veiktspējas li-jonu bateriju pārstrādes līnija, lai atgūtu vērtīgus materiālus, piemēram, varu, kobaltu, mangānu un litiju, augstākajā iespējamajā tīrības pakāpē.

Litija jonu bateriju pārstrāde ir būtiska, lai novērstu piesārņojumu un atgūtu vērtīgus materiālus. Pašlaik pasaulē tiek pārstrādāti tikai aptuveni 50% litija jonu bateriju, kas uzsver nepieciešamību uzlabot to pārstrādi. pārstrādes procesi un palielināt to efektivitāti.

Rumānijā tiek īstenotas ES dotāciju finansētas iniciatīvas, lai atvērtu litija jonu bateriju pārstrādes rūpnīcas, kas varētu sniegt būtisku ieguldījumu atkritumu apsaimniekošanā un li-jonu bateriju ražošanai nepieciešamo materiālu reģenerācijā.

cilindriskās baterijas pārstrādei

pārstrādājamas li-jonu klēpjdatoru baterijas

cietā korpusa li-jonu akumulatori

litija jonu baterijas ar elastīgu korpusu

mīkstās čaulas litija jonu baterijas

pozitīva/negatīva tipa dēļi

Li-jonu akumulatoru pārstrādes procesa galvenie posmi

Litija jonu bateriju pārstrāde ir svarīgs solis vērtīgu materiālu atgūšanā un ietekmes uz vidi samazināšanā. Process ietver vairākus posmus, sākot no bateriju savākšanas un izlādes līdz to demontāžai, smalcināšanai, atdalīšanai un attīrīšanai. Katrs posms ir izstrādāts tā, lai maksimāli atgūtu tādus vērtīgos metālus kā litijs, kobalts, niķelis un mangāns, vienlaikus nodrošinot procesa drošību un ilgtspējību.

Akumulatoru savākšana un izlāde

Izlietotās litija jonu baterijas tiek savāktas no dažādiem avotiem, piemēram, elektroniskām ierīcēm, elektriskajiem transportlīdzekļiem vai enerģijas uzglabāšanas sistēmām.
Akumulatori tiek pārbaudīti, lai konstatētu bojājumus vai noplūdes.
Baterijas ir pilnībā izlādētas, lai samazinātu ķīmisko vai termisko reakciju risku apstrādes laikā. To var izdarīt, izmantojot elektrisko izlādi, kriogēnu sasaldēšanu vai iegremdēšanu ūdens šķīdumos.

Akumulatora noņemšana

Akumulatori tiek izjaukti manuāli vai automātiski, lai atdalītu atsevišķus elementus no citiem komponentiem, piemēram, korpusa, kabeļiem un akumulatora vadības sistēmas.
Demontētās sastāvdaļas atkarībā no to stāvokļa var izmantot atkārtoti vai pārstrādāt atsevišķi.

Smalcināšana un atdalīšana

Akumulatora baterijas tiek mehāniski sasmalcinātas smalkās granulās.
Granulas tiek sadalītas dažādās frakcijās, izmantojot mehāniskus procesus, piemēram, rafinēšanu, magnētisko atdalīšanu vai izmantojot virpuļstrāvas.
Atsevišķās frakcijās ir tādi materiāli kā varš, alumīnijs, plastmasa un „melnā masa” (ko veido elektrodaktīvi materiāli, piemēram, niķelis, magnijs, kobalts, litijs, grafīts).

Turpmāka apstrāde

Melnos miltus pakļauj papildu procesiem, piemēram, pirometalurģijai (termiskai apstrādei) vai hidrometalurģijai (procesam, kurā izmanto skābes vai sārma šķīdumus), lai iegūtu un atdalītu vērtīgos metālus, piemēram, litiju, kobaltu, niķeli, niķeli un mangānu.
Atgūtos metālus var izmantot jaunu litija jonu bateriju ražošanā vai citos rūpnieciskos lietojumos.

Attīrīšana un galaprodukti

Iegūtos metālus tālāk attīra, lai tie atbilstu nepieciešamajiem kvalitātes standartiem.
Galaproduktos ietilpst tādi metāli kā litijs, kobalts, niķelis, varš un alumīnijs, kurus var atkārtoti ieviest ražošanas ciklā.

Ir svarīgi atzīmēt, ka daži posmi, piemēram, melnās masas pirometalurģiskā vai hidrometalurģiskā apstrāde, var atšķirties atkarībā no katras pārstrādes rūpnīcas izmantotās tehnoloģijas.

Kā no litija jonu akumulatoriem tiek iegūti vērtīgie materiāli?

Pirometalurģija

Pirometalurģija ietver bateriju termisko apstrādi, lai atdalītu vērtīgos metālus. Process ietver šādus posmus:

Bateriju smalcināšana: Baterijas sasmalcina āmuru dzirnaviņās līdz nelieliem gabaliņiem.
Kausēšana: fragmenti tiek kausēti augstā temperatūrā krāsnī, kur metāli atdalās no citiem materiāliem.
Metālu atgūšana: no kausējuma tiek atgūti vērtīgi metāli, piemēram, kobalts, niķelis un varš.

Pirometalurģija ir efektīva metālu reģenerācija, taču tā ir energoietilpīga un rada siltumnīcefekta gāzu emisijas.

Hidrometalurģija

Hidrometalurģijā izmanto ķīmiskos šķīdumus, lai izšķīdinātu metālus no baterijām. Veidi ietver:

Sasmalcinātos akumulatorus iegremdē tvertnēs ar skābi vai citiem ķīmiskiem šķīdumiem, lai izšķīdinātu metālus.
Izšķīdušos metālus nogulsnē no šķīduma, pievienojot ķīmiskus reaģentus.
Nogulsnētie metāli tiek attīrīti, lai iegūtu augstas kvalitātes produktus.

Hidrometalurģija ir mazāk energoietilpīga nekā pirometalurģija, taču tajā tiek izmantotas bīstamas ķīmiskās vielas.

Ultraskaņas tehnoloģija

Ultraskaņas tehnoloģija izmanto augstas frekvences skaņas viļņus, lai paātrinātu ķīmiskās ekstrakcijas procesus. Šajos posmos ietilpst:

Baterijas tiek pakļautas ultraskaņas viļņu iedarbībai ķīmiskā šķīdumā, kas pastiprina metālu šķīdināšanu.
Izšķīdušos metālus atgūst ar standarta ķīmiskajām metodēm.

Ultraskaņas tehnoloģija ir efektīva un var samazināt laiku, kas nepieciešams metālu ieguvei.

Li-jonu akumulatoru pārstrādes līnija - nepieciešamais aprīkojums un ražošanas izkārtojums

Aprīkojums, kas nepieciešams pilnai Li-Ion akumulatoru pārstrādes līnijas plūsmai:

Pirmais smalcināšanas process tiek veikts ar divvārpstu smalcinātāju, no kura izkļūst sasmalcināts materiāls ar izmēriem 50 x 100-150 mm.
Pirmajā smalcinātājā sasmalcināto materiālu ar konveijera lentes palīdzību transportē uz pārstrādes iekārtu, kur notiek otrreizēja, daudz smalkāka smalcināšana, kas samazina materiālu izmēru līdz aptuveni 15 mm.
Sasmalcināto materiālu izžāvē un ievada gaisa separatorā, lai atdalītu smago materiālu, melno un krāsaino metālu, no vieglā materiāla, galvenokārt plastmasas un melnās masas.
Pastikulātu un melno vielu ievieto starpposma tvertnē un pēc tam sasmalcina pulverī.
Melnie metāli tiek atdalīti ar magnētiskā cilindra vibrācijas sietu, bet krāsainie metāli - ar virpuļstrāvas separatoru.
Materiāls tiek padots uz rafinēšanas iekārtu, smalkā frakcija sastāv no melnajiem miltiem (50-80 %) un tiek iepildīta lielos maisos. Lielgabarīta materiālu zig-zagveida rafinēšanas iekārtā sadala vieglajā un smagajā materiālā. Smagais materiāls tiek savākts teknē, kas atrodas zem rafinēšanas iekārtas.
Savukārt vieglais materiāls ar ciklona dzirnavām tiek sablīvēts līdz vienādam izmēram un ar sijāšanas iekārtas palīdzību sadalīts piecās frakcijās: mazizmēra materiālu veido melnā masa, bet trīs atdalīšanas vienības veido vara/alumīnija, plastmasas un melno metālu frakcijas.