Opis Przepływu technologicznego Baterie litowo-jonowe Recycling

Akumulatory litowo-jonowe są niezbędne do laptopów, telefonów komórkowych i pojazdów elektrycznych, ale zasoby potrzebne do ich produkcji są ograniczone, a ich wydobycie wiąże się z kwestiami środowiskowymi i społecznymi. Recykling tych baterii jest trudny, ale do odzysku cennych materiałów, takich jak miedź, kobalt, mangan i lit, niezbędna jest wysokowydajna linia do recyklingu litowo-jonów.

Recykling baterii litowo-jonowych jest niezbędny do zapobiegania zanieczyszczeniu i odzyskiwania cennych materiałów. Obecnie tylko około 501 TP3T baterii litowo-jonowych jest poddawanych recyklingowi na całym świecie, co podkreśla potrzebę poprawy Procesy recyklingu i zwiększając ich wydajność.

W Rumunii istnieją inicjatywy finansowane z bezzwrotnych funduszy UE w celu otwarcia niektórych fabryk recyklingu akumulatorów litowo-jonowych, które mogłyby znacząco przyczynić się do gospodarki odpadami i odzysku materiałów niezbędnych do produkcji akumulatorów litowo-jonowych.

Cylindryczne baterie recyklingowe

Baterie litowo-jonowe nadające się do recyklingu

Baterie Li-Ion z twardym etui

Akumulatory litowo-jonowe z elastyczną obudową

Baterie litowo-jonowe z miękkim etui

Tablice typowe/ujemne

Główne etapy procesu recyklingu akumulatorów litowo-jonowych

Recykling baterii litowo-jonowych jest ważnym krokiem do odzyskiwania cennych materiałów i zmniejszenia wpływu na środowisko. Proces ten obejmuje kilka etapów, od zbierania i rozładowywania baterii, po demontaż, rozdrabnianie, separację i oczyszczanie. Każdy etap maksymalizuje odzysk metali szlachetnych, takich jak lit, kobalt, nikiel i mangan, zapewniając jednocześnie bezpieczeństwo i trwałość procesu.

Zbieranie i rozładowywanie baterii

Zużyte baterie litowo-jonowe są zbierane z różnych źródeł, takich jak urządzenia elektroniczne, pojazdy elektryczne lub systemy magazynowania energii.
Baterie są sprawdzane w celu zidentyfikowania możliwych uszkodzeń lub wycieków.
Baterie są całkowicie rozładowane, aby zmniejszyć ryzyko reakcji chemicznych lub termicznych podczas przetwarzania. Ten etap można osiągnąć poprzez wyładowanie elektryczne, mróz kriogeniczny lub zanurzenie w roztworach wodnych.

Wyjmowanie baterii

Baterie są demontowane ręcznie lub automatycznie w celu oddzielenia poszczególnych ogniw od innych komponentów, takich jak obudowa, kable i system zarządzania baterią.
Zdemontowane elementy można ponownie wykorzystać lub poddać oddzielnie recyklingowi, w zależności od ich stanu.

Rozdrabnianie i separacja

Komórki akumulatora są mechanicznie zmiażdżone w drobny granulat.
Granulki są rozdzielane na różne frakcje metodami mechanicznymi, takimi jak rafinacja, separacja magnetyczna lub przy użyciu prądów wirowych.
Oddzielne frakcje zawierają materiały takie jak miedź, aluminium, tworzywo sztuczne i „czarna masa” (złożone z materiałów aktywnych elektrod, takich jak nikiel, magnez, kobalt, lit, grafit).

Dalsze przetwarzanie

Czarna masa jest poddawana dodatkowym procesom, takim jak pirometalurgia (obróbka termiczna) lub hydrometalurgia (proces obejmujący roztwory kwasowe lub alkaliczne), w celu ekstrakcji i oddzielenia cennych metali, takich jak lit, kobalt, nikiel i mangan.
Odzyskane metale mogą być wykorzystywane do produkcji nowych akumulatorów litowo-jonowych lub w innych zastosowaniach przemysłowych.

Oczyszczanie i otrzymywanie produktów końcowych

Wyekstrahowane metale są dalej oczyszczane w celu spełnienia wymaganych standardów jakości.
Otrzymane produkty końcowe obejmują metale takie jak lit, kobalt, nikiel, miedź i aluminium, które można ponownie wprowadzić do cyklu produkcyjnego.

Należy zauważyć, że niektóre etapy, takie jak pirometalurgiczne lub hydrometalurgiczne leczenie czarnej masy, mogą się różnić w zależności od konkretnej technologii stosowanej w każdym obiekcie recyklingu.

W jaki sposób drogocenne materiały są wydobywane z akumulatorów litowo-jonowych?

pirometryjka

Piroetalurgia obejmuje obróbkę cieplną baterii do oddzielania cennych metali. Proces obejmuje następujące kroki:

Rozdrabnianie baterii: Baterie są rozdrabniane w młynie młotkowym, aby uzyskać małe fragmenty.
Topienie: Fragmenty topi się w wysokich temperaturach w piecu, gdzie metale oddzielają się od innych materiałów.
Odzyskiwanie metali: cenne metale, takie jak kobalt, nikiel i miedź, są odzyskiwane ze stopionej masy.

Piroetalurgia jest skuteczna w odzyskiwaniu metali, ale zużywa dużo energii i wytwarza emisje gazów cieplarnianych.

hydmetalurgia

Hydmetallurgia wykorzystuje roztwory chemiczne do rozpuszczania metali w akumulatorach. Etapy to:

Rozdrobnione baterie są zanurzone w basenach kwasowych lub innych roztworach chemicznych do rozpuszczania metali.
Rozpuszczone metale są wytrącane przez roztwór przez dodanie odczynników chemicznych.
Wytrącone metale są oczyszczane w celu uzyskania wysokiej jakości produktów.

Hydrometalurgia jest mniej energetycznie intensywna niż pirometalurgia, ale obejmuje stosowanie niebezpiecznych chemikaliów.

Technologia ultradźwiękowa

Technologia ultradźwiękowa wykorzystuje fale dźwiękowe o wysokiej częstotliwości do przyspieszenia procesów ekstrakcji chemicznej. Etapy to:

Baterie są narażone na działanie fal ultradźwiękowych w roztworze chemicznym, co poprawia rozpuszczanie metali.
Rozpuszczone metale są odzyskiwane standardowymi metodami chemicznymi.

Technologia ultradźwiękowa jest skuteczna i może skrócić czas potrzebny na ekstrakcję metalu.

Linia recyklingu baterii Li-ion – potrzebne maszyny i układ produkcji

Maszyny potrzebne w pełnym strumieniu dla linii recyklingu akumulatorów litowo-jonowych:

Pierwszy proces siekania odbywa się za pomocą 2-wałowego siekacza, z którego wyjdą posiekane materiały o wymiarach 50 x 100-150 mm
Rozdrobniony materiał w pierwszym rozdrabniaczu jest przenoszony na pasku do rafinera, aby uzyskać znacznie drobniejsze wtórne siekanie, co zmniejszy rozmiar do około 15 mm
Posiekany materiał jest suszony i podawany do separatora powietrza w celu oddzielenia ciężkiego materiału, metali żelaznych i nieżelaznych od lekkiego materiału, głównie z tworzywa sztucznego i czarnej masy
Pasta i czarna materia są wprowadzane do silosu pośredniego, a następnie krojone w postać proszku
Metale żelazne są oddzielone żywym ekranem bębna magnetycznego i metalami nieżelaznymi za pomocą separatora prądu wirowego
Materiał jest podawany do rafinera, drobna frakcja składa się z czarnej masy (w proporcji 50-80 %) i jest wypełniana w dużych workach. Ponadgabarytowy materiał dzieli się na lekki materiał i ciężki materiał w zygzakowaty rafiner. Ciężki materiał zbiera się w korycie pod rafinerem.
Z drugiej strony materiał świetlny jest doprowadzany do jednolitej wielkości za pomocą młyna młotkowego i podzielony na pięć frakcji za pomocą maszyny sitowej: materiał niewymiarowy jest utworzony z czarnej masy, a trzy jednostki rozdzielające są tworzone przez frakcje miedzi/aluminium, tworzywa sztuczne i metale żelazne