Stare baterije Recikliranje baterij – Pogled na črno maso po drobljenju – Obdelava materialov litij-ionskih baterij

Recikliranje baterij: drobljenje, ločevanje in predelava črne mase

Mehanska priprava vzorcev in razvoj postopkov za litij-ionske baterije

Pri recikliranju baterij je mehanska obdelava ključni korak pri proizvodnji uporabne vmesne frakcije – tako imenovane črne mase – iz rabljenih litij-ionskih baterij. Tipični procesni koraki vključujejo varno praznjenje, razstavljanje, drobljenje, sejanje, magnetno ločevanje ter ločevanje frakcij aluminija, bakra, plastike in aktivnih snovi. Za laboratorije, pilotne obrate in razvoj procesov so bistvenega pomena ponovljive velikosti delcev, definirani tokovi materiala in čista delitev vzorcev. LITech podpira to procesno verigo s stroji za predhodno zdrobljeno mletje, fino mletje in pripravo reprezentativnih vzorcev.

Praktične prednosti recikliranja in predelave baterij

Nadzorovano drobljenje rabljenih baterij ustvarja pogoje za zanesljive analize, varen razvoj procesov in ekonomično pridobivanje kritičnih surovin. Uporablja se za zagotavljanje črne mase za hidrometalurške procese, za karakterizacijo tokov materialov, za načrtovanje pilotnih obratov in za povečanje obsega procesov recikliranja iz laboratorija v pilotni obrat ali proizvodni obseg.

Podatki o materialih za recikliranje baterij

Poudarek je predvsem na rabljenih litij-ionskih baterijah iz proizvodnje, elektronike, shranjevanja energije ali elektromobilnosti. Material ima heterogeno strukturo in glede na kemijsko sestavo celic vsebuje aktivne materiale, kovinske folije, plastiko, ostanke elektrolitov in komponente ohišja. Kemija celic, preostala energija, sestava delcev, vsebnost kovin in želeni končni produkt so še posebej pomembni za načrtovanje postopka predelave.

nepremičnineVrednost
AnwendungsfallMehanska predelava rabljenih litij-ionskih baterij
Alternativni izraziRecikliranje LIB, recikliranje litij-ionskih baterij, predelava črne mase
Tipične sestavineCelice, moduli, proizvodni zavrženi izdelki, elektronske baterije, baterije za električna vozila
Ustrezni reciklirani materialiLitij, nikelj, kobalt, mangan, baker, aluminij, grafit
Bistvene spremljajoče snoviPlastika, ločilne folije, materiali ohišja, ostanki elektrolitov
Materialni značajHeterogena, večkomponentna, vsebuje kovine in polimere
Procesno kritična lastnostPreostala energija in varnostno tveganje pred drobljenjem
Značilnosti, pomembne za ločitevVelikost zrn, gostota, magnetičnost, sestava materiala
Cilj mehanske obdelaveRaztapljanje spojin in tvorba definiranih frakcij ali črne mase.
namigSestava in vedenje sta močno odvisna od celične kemije in strukture.

Kako poteka recikliranje baterij pri mehanski obdelavi?

Pred dejanskim pridobivanjem kovin se baterije najprej varno izpraznijo in – odvisno od zasnove postopka – predhodno sortirajo ali razstavijo. Sledi nadzorovano drobljenje. Cilj je razgraditi kompozitne materiale in omogočiti definirano frakcioniranje. V naslednjih korakih se grobejše komponente ohišja in folije ločijo od finejše frakcije aktivne snovi. Ta fina frakcija se na trgu običajno imenuje črna masa in nato služi kot surovina za hidrometalurške ali pirometalurške postopke pridobivanja.

Korak postopkaciljTipičen stroj ali metodaTipičen rezultat
Varno razkladanje in pripravaZmanjšajte tveganje pred ponovno obdelavoRazkladanje, predhodno sortiranje, demontažaVarno začetno stanje za postopek
Predhodno drobljenjeZmanjšanje velikih komponent na velikost, primerno za obdelavoČeljustni drobilnik ali primeren predhodni drobiteljDoločena groba frakcija
Primarno drobljenjeOdklepanje kompozitnih materialovKladivni mlinSproščanje aktivne snovi ter kovinskih in plastičnih frakcij
Sejanje in razvrščanjeLočite frakcije glede na velikost zrnSejalni stroj ali analitično sejanjeGrobe in fine frakcije
Magnetna ločitevLočevanje feromagnetnih komponentMagnetni separatorločena frakcija, ki vsebuje železo
Frakcioniranje fine frakcijeObogatite črno masoSejanje in nadaljnji koraki ločevanjaFina frakcija, ki vsebuje aktivno snov
Fino mletje za analizoPripeljati laboratorijski vzorec do analitske ločljivostiVibracijski diskovni mlinPonovljiv fin vzorec
Delitev in homogenizacija vzorcaPridobite reprezentativni podvzorecRotacijski delilnik vzorcevPrimerljiv in ponovljiv laboratorijski vzorec

Tipični procesni parametri pri predelavi baterij

Natančne nastavitve so močno odvisne od oblike celic, kemije, varnostnega koncepta in ciljnega produkta. Za laboratorijske in pilotne poskuse so še posebej pomembne velikost vhodne snovi, ciljna velikost delcev, prepustnost, koraki ločevanja in želena reprezentativnost vzorca. Naslednja tabela prikazuje tipične referenčne vrednosti za mehansko pripravo in pripravo vzorcev.

parameterTipično območje ali priporočena vrednost
Velikost krme pred primarnim mletjemDo približno 30 mm za pripravljene frakcije
Ciljna velikost delcev mehanske fine frakcijePribližno 0,5 do 2 mm
Pretočnost mehanskega mletjaOdvisno od laboratorija do pilotnega obrata, od eksperimentalnega obsega do nekaj sto kg/h
Varnostne zahteveŠele po varnem razkladanju in ustreznem varnostnem konceptu
Pomembni kriteriji ločevanjaVelikost zrn, gostota, magnetičnost, vrsta materiala
Analitski fin vzorecGlede na metodo je možno mletje do analitske finosti.
Vzorčna delitevZahtevana je reprezentativnost in ponovljivost
Cilj procesaProizvodnja črne mase, frakcioniranje, karakterizacija materialov, razvoj procesov

Različice in alternative pri recikliranju baterij

Suha mehanska v primerjavi z metalurgijo po stopnji proizvodnje

Mehanska obdelava služi predvsem razgradnji kompozitov materialov in ustvarjanju frakcij za nadaljnje korake pridobivanja. Dejansko pridobivanje kovin nato običajno poteka hidrometalurško ali pirometalurško. Mehanska faza neposredno vpliva na čistost, homogenost in ekonomsko učinkovitost nadaljnjih procesov.

Laboratorij v primerjavi s pilotnim obratom

V laboratoriju je poudarek na ponovljivi pripravi vzorcev, karakterizaciji materialov in razvoju procesov. V pilotnih obratih ali v industrijskem obsegu so izjemnega pomena pretočnost, zanesljivo ravnanje z materiali in stabilno frakcioniranje.

Neposredna proizvodnja črne mase v primerjavi s selektivnim frakcioniranjem

Glede na cilj je postopek lahko zasnovan za najučinkovitejšo možno proizvodnjo črne mase ali za nadaljnje frakcioniranje kovinskih folij, vsebnosti železa, ohišij in aktivne snovi.

Kateri stroji so primerni za recikliranje baterij?

Za grobo in predhodno drobljenje trdih ali krhkih komponent baterij so primerni robustni obdelovalni stroji, kot so čeljustni drobilniki ali kladivni mlini. Diskovni mlin je uporaben za hitro fino mletje določenih, suhih frakcij vzorcev do analitske finosti. Če so glavni cilj žilave, vlaknate ali filmoobsegajoče komponente, je lahko primerna alternativa rezalni mlin. Za ponovljive laboratorijske rezultate je priporočljiva tudi reprezentativna delitev vzorcev – na primer z rotacijskim delilnikom vzorcev.

Čeljustni drobilnik JC 100 - Idealen za laboratorije, trgovino in industrijo

Drobilnik čeljusti

Visoka pretočnost in nizki obratovalni stroški.

Kladivni mlin – stranski pogled s spodnjimi siti – visokozmogljivo drobljenje vzorcev

Kladivni mlin

Za trde, krhke in žilave materiale

mlin za mletje vibracijskega diska

Vibracijski diskovni mlin

Drobljenje trdih in krhkih materialov

rezalni mlin

Brušenje do < 20 µm

LITech delilnik vzorcev

Rotacijski delilnik vzorcev

Delitev in redukcija vzorca

Tehnična vprašanja o recikliranju baterij in črni masi

Za vprašanja o mehanski obdelavi, črni masi, stopnjah ločevanja, ciljnih velikostih delcev, primernih strojih in tipičnih laboratorijskih postopkih recikliranja litij-ionskih baterij uporabite LITech AI.

Pogosto zastavljena vprašanja o recikliranju baterij

Črna masa je fina frakcija, ki vsebuje kovine in aktivne snovi iz recikliranja litij-ionskih baterij. Glede na kemijsko sestavo celic med drugim vsebuje litij, nikelj, kobalt, mangan in grafit.

Postopek mletja razgradi kompozitne materiale, poveča površino in omogoči ločevanje aktivnega materiala, kovinskih folij, plastike in komponent ohišja.

Tipični postopki vključujejo varno razkladanje, razstavljanje ali predhodno sortiranje, mletje, sejanje, magnetno ločevanje, frakcioniranje in delitev vzorcev.

Čeljustni drobilnik je primeren za trde in krhke komponente. Kladivni mlin se pogosto uporablja za visokozmogljivo drobljenje v skoraj celotnem procesu.

Za proizvodnjo fine frakcije ali črne mase se pogosto cilja na velikosti delcev v spodnjem milimetrskem območju. Natančna ciljna velikost je odvisna od kemije baterije, koncepta ločevanja in nadaljnje obdelave.

Le reprezentativni podvzorci zagotavljajo zanesljive analitične vrednosti. To je še posebej pomembno, ker so materiali baterij heterogeni in vsebujejo različne frakcije.

Rezalni mlin je uporaben, kadar so v ospredju trde, vlaknate ali filmoobsegajoče komponente, kot so plastika ali separatorji.

Nastala črna masa ali definirana fina frakcija se nato običajno nadalje obdela hidrometalurško ali pirometalurško, da se pridobijo dragocene kovine.

Klaus Ebenauer

Ing. Klaus Ebenauer

info@litechgmbh.com
+43 1 99 717 55

    Ihre Anforderungen




    kontakt