الفرن الدوار لإعادة تدوير بطارية الليثيوم من أجل الانحلال الحراري للكتلة السوداء والتكليس

حل المعالجة الحرارية الفعال لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون

الفرن الدوار لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم من Hywell هو نظام معالجة حرارية مستمر مصمم خصيصًا لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون المستهلكة، وخردة تصنيع البطاريات، والكتلة السوداء، ومواد الكاثود. يستخدم النظام التدفئة والتحكم في الجو لإزالة المواد الرابطة العضوية والإلكتروليتات والبلاستيك والكربون المتبقي مع الحفاظ على المعادن الثمينة مثل الليثيوم والنيكل والكوبالت والمنغنيز والنحاس والجرافيت.

مع استمرار تزايد الطلب العالمي على إعادة تدوير بطاريات الليثيوم، أصبحت الأفران الدوارة واحدة من أكثر التقنيات الموثوقة للتحلل الحراري للكتلة السوداء، وتكليس مواد البطارية، وتجديد مادة الكاثود. بالمقارنة مع الأفران المجمعة، فإن الأفران الدوارة توفر التشغيل المستمر، والإنتاجية الأعلى، وكفاءة نقل الحرارة الأفضل، وجودة المنتج الأكثر اتساقًا.

سواء كانت معالجة NMC، أو LFP، أو NCA، أو خردة إنتاج البطاريات، فإن الفرن الدوار من Hywell يوفر حلاً موفرًا للطاقة ومؤتمتًا للغاية لمصانع إعادة تدوير البطاريات الحديثة.

كيف يعمل الفرن الدوار لإعادة تدوير البطارية

1. نظام التغذية المختوم

يتم تغذية الكتلة السوداء أو خردة البطارية أو مواد الكاثود إلى الفرن الدوار من خلال نظام تغذية محكم الغلق. يقلل هذا التصميم من انبعاثات الغبار ويحافظ على سلامة جو العملية.

2. منطقة التسخين

تدخل المادة إلى قسم التسخين الأولي، حيث تبدأ الرطوبة والمركبات المتطايرة في التبخر.

3. منطقة الانحلال الحراري

في قسم الانحلال الحراري، تتحلل المركبات العضوية تحت درجات حرارة يمكن التحكم فيها. تتم إزالة الإلكتروليتات والمواد الرابطة والبلاستيك والملوثات العضوية حرارياً.

تتراوح درجات حرارة الانحلال الحراري النموذجية من 400 درجة مئوية إلى 700 درجة مئوية، اعتمادًا على متطلبات المواد والعملية.

4. منطقة التكليس

تقوم منطقة التكليس أيضًا بمعالجة المادة في درجات حرارة مرتفعة لتحسين نقاء المادة وتنشيط المركبات المعدنية القيمة.

تتراوح درجات حرارة التكليس النموذجية من 600 درجة مئوية إلى 1100 درجة مئوية.

5. التبريد والتفريغ

يتم تبريد المواد المعالجة قبل التفريغ لضمان المعالجة الآمنة والمعالجة النهائية.

عملية عمل الفرن الدوار لإعادة تدوير البطارية

يتكون النظام الكامل للفرن الدوار لإعادة تدوير البطارية من جهاز التغذية، وجسم الفرن، وجهاز التفريغ، وجهاز التسخين، ووحدة التحكم، وما إلى ذلك. يقوم جهاز التسخين بتسخين البيئة المحيطة للمواد الموجودة في الفرن لزيادة درجة الحرارة تدريجيًا. عندما تصل درجة الحرارة المقاسة بواسطة المزدوجة الحرارية إلى المتطلبات، لن تستمر درجة الحرارة في الارتفاع، ويمكن تفريغ المادة بعد أن يصل وقت التفاعل إلى القيمة المحددة. العملية برمتها آمنة وفعالة.

1. عادة ما يكون نظام التغذية مجهزًا بوحدة تغذية لولبية أو وحدة تغذية فراغية للنقل الكمي.

2. يتضمن فرن التسخين عمومًا منطقة التسخين المسبق ومنطقة التسخين ذات درجة الحرارة العالية. توجد مناطق حرارة متعددة في منطقة التسخين المسبق ومنطقة التسخين ذات درجة الحرارة العالية، حيث يمكن ضبط درجة حرارة كل منطقة درجة حرارة بشكل منفصل، ودرجة حرارة كل منطقة من المعدات

 مطلوب من قبل هذه العملية.

3. وفقاً لخصائص المواد المختلفة، فإن مهندسي آلات Hywell سوف يقومون بتصميم ما إذا كان جسم الفرن الدوار يحتاج إلى زاوية وفقاً لخصائص المواد. لأن الفرن الدوار الخاص بشركتنا لديه جسم فرن أفقي وجسم فرن مائل.

4. طريقة التسخين للفرن الدوار لمواد البطارية لديها تسخين كهربائي أو سخان غاز/زيت. إذا قام سخان الآلة بتركيب سخان كهربائي، يتم ترتيب سلك المقاومة في الجزء السفلي من جسم الفرن لتسخين المادة بشكل غير مباشر.

5. عادة ما يكون المبرد عبارة عن مبرد أسطواني. تمر المادة عبر داخل الأسطوانة، ويتم رش الجزء الخارجي بالماء لتبريد المادة بشكل غير مباشر لتلبية متطلبات درجة حرارة التفريغ.

ما هو الفرن الدوار لإعادة تدوير بطارية الليثيوم؟

الفرن الدوار لإعادة تدوير بطارية الليثيوم هو فرن أسطواني يدور ببطء يستخدم للمعالجة الحرارية لنفايات البطارية والمواد ذات الكتلة السوداء. أثناء التشغيل، تتحرك المادة بشكل مستمر عبر مناطق درجات الحرارة المختلفة داخل الفرن أثناء تسخينها تحت ظروف جوية خاضعة للتحكم.

يمكن للفرن الدوار أن يؤدي وظائف هامة متعددة ضمن عملية إعادة تدوير البطارية:

• الانحلال الحراري للكتلة السوداء

• إزالة الموثق

• تحلل المنحل بالكهرباء

• إزالة الملوثات العضوية

• تكليس المواد الكاثودية

• تخفيض الكربون

• تفعيل المواد

• تجديد مادة الكاثود

من خلال إزالة الشوائب وإعداد المواد للمعالجة النهائية، يعمل الفرن الدوار على تحسين كفاءة استخلاص المعادن بشكل كبير في أنظمة الاسترداد المعدنية والهيدرولية.

إعادة تدوير المكلس الدوار  لبطارية الليثيوم

فيديو التحلل الحراري لفرن إعادة تدوير البطاريات

لماذا تعتبر المعالجة الحرارية مهمة في إعادة تدوير البطاريات

تحتوي بطاريات الليثيوم أيون على معادن ثمينة ولكنها تحتوي أيضًا على مواد عضوية يمكن أن تؤثر سلبًا على عمليات استعادة المعادن.

وتشمل هذه المواد غير المرغوب فيها:

• الموثق PVDF

• بقايا المنحل بالكهرباء

• المذيبات العضوية

• البلاستيك

• المواد الفاصلة

• مركبات الكربون المتبقية

وبدون المعالجة الحرارية المناسبة، قد تقلل هذه الشوائب من كفاءة الترشيح، وتلوث حلول العمليات، وتزيد من تكاليف التشغيل.

يقوم الفرن الدوار بإزالة هذه المكونات من خلال الانحلال الحراري والتكليس الخاضع للتحكم، مما يؤدي إلى إنتاج منتج كتلة سوداء أنظف وأكثر قيمة.

تشمل الفوائد ما يلي:

• تحسين انتعاش الليثيوم

• زيادة استخلاص النيكل

• زيادة انتعاش الكوبالت

• ارتفاع كفاءة الترشيح

• انخفاض استهلاك الكاشف

• تحسين نقاء المنتج

• تأثير بيئي أقل

عملية الانحلال الحراري للكتلة السوداء

ما هي الكتلة السوداء؟

الكتلة السوداء هي المسحوق الثمين الذي يتم إنتاجه بعد التكسير الميكانيكي وفصل بطاريات الليثيوم أيون. يحتوي على خليط من مواد الكاثود والأنود مع الملوثات المتبقية.

يتضمن تكوين الكتلة السوداء النموذجية ما يلي:

• مركبات الليثيوم

• مركبات النيكل

• مركبات الكوبالت

• مركبات المنغنيز

• الجرافيت

• جزيئات النحاس

• جزيئات الألمنيوم

• بقايا الموثق

ونظرًا لأن الكتلة السوداء تحتوي على كميات كبيرة من المعادن الثمينة، فقد أصبحت مادة خام رئيسية في عمليات إعادة تدوير البطاريات الحديثة.

لماذا تتطلب الكتلة السوداء الانحلال الحراري

غالبًا ما تحتوي الكتلة السوداء المنتجة حديثًا على:

• الموثق PVDF

• المذيبات العضوية

• بقايا المنحل بالكهرباء

• الملوثات الكربونية

تتداخل هذه الشوائب مع عملية استخراج المعادن النهائية.

يزيل الفرن الدوار لإعادة تدوير البطاريات هذه الملوثات وينتج مادة أنظف مناسبة للمعالجة المعدنية المائية.

فوائد الانحلال الحراري الكتلة السوداء

• انخفاض المحتوى العضوي

• تحسين كفاءة استعادة المعادن

• أداء أفضل للترشيح

• انخفاض مستويات الشوائب

• ارتفاع قيمة المنتج النهائي

• تحسين استقرار العملية

تطبيقات الفرن الدوار لإعادة تدوير البطارية

شركة إن إم سي لإعادة تدوير البطاريات

يتم استخدام الفرن الدوار على نطاق واسع لإعادة تدوير مواد الكاثود NMC بما في ذلك:

• إن إم سي111

• NMC523

• NMC622

• NMC811

تعمل المعالجة الحرارية على تحسين عملية استعادة المعادن وإزالة المواد العضوية المتبقية.

إعادة تدوير بطارية LFP

يتم استخدام بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد (LFP) بشكل متزايد في السيارات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة.

يقوم الفرن الدوار بإزالة المواد الرابطة والملوثات العضوية بكفاءة مع الحفاظ على المركبات القيمة التي تحتوي على الليثيوم.

إعادة تدوير بطارية NCA

تتطلب مواد بطارية النيكل والكوبالت والألومنيوم (NCA) معالجة حرارية يمكن التحكم فيها لزيادة كفاءة الاسترداد إلى أقصى حد والحفاظ على جودة المواد.

إعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية

تحتوي بطاريات السيارات الكهربائية على كميات كبيرة من المعادن الثمينة. توفر تقنية الفرن الدوار حلاً فعالاً لمعالجة خردة بطارية السيارة الكهربائية على نطاق صناعي.

إعادة تدوير خردة تصنيع البطاريات

يمكن للنظام معالجة:

• خردة القطب

• طلاء النفايات

• نفايات إنتاج الكاثود

• نفايات إنتاج الأنود

• خلايا البطارية المعيبة

تجديد مادة الكاثود

يمكن أيضًا استخدام الفرن الدوار في عمليات تجديد مواد الكاثود، مما يساعد الشركات المصنعة على استعادة وإعادة استخدام المواد النشطة القيمة.

مزايا الفرن الدوار لإعادة تدوير البطارية

بالمقارنة مع الفرن الدوار الذي يعمل بالغاز والفرن الدوار الذي يعمل بالزيت، فإن الطاقة الكهربائية المستخدمة بواسطة الأفران الدوارة الكهربائية هي أنظف مصدر للطاقة. يمكن توصيل الطاقة الكهربائية بسهولة إلى المصنع وتزويدها بالفرن الدوار للتدفئة الكهربائية جنبًا إلى جنب مع خط إمداد الطاقة.

المزايا في عملية إنتاج الفرن الدوار الكهربائي واضحة أيضًا.

• كفاءة حرارية عالية، لا دخان ولا رماد وخبث لإزالة الحرارة الواضحة.

• من السهل التحكم تلقائيًا في الظروف، ودقة التحكم في درجة حرارة الفرن عالية، وهي مناسبة لعملية درجة الحرارة الضيقة قبل الإشعال.

• بالإضافة إلى ذلك، لا يحتاج الفرن الدوار الكهربائي إلى بناء محطة تخزين ونقل الوقود، مما يبسط عمل شراء الوقود، والنقل، وإدارة السلامة. أثناء عملية الإنتاج، يمكن تجنب تآكل جسم الفرن بسبب غاز ثاني أكسيد الكبريت ومشاكل التلوث البيئي. لذلك، الفرن الدوار للتسخين الكهربائي أكثر اقتصادا من الفرن الدوار لوقود الغاز والفرن الدوار لوقود الزيت.

المعلمات التقنية الرئيسية

غرض	مواصفة
قدرة المعالجة	100-5000 كجم/ساعة
درجة حرارة التشغيل	300-1200 درجة مئوية
طريقة التدفئة	الغاز والكهرباء وزيت الوقود
خيارات الغلاف الجوي	الهواء، النيتروجين، الغاز الخامل
وقت الإقامة	20-240 دقيقة
قطر الفرن	حسب الطلب
طول الفرن	حسب الطلب
سرعة الدوران	التحكم في التردد المتغير
زاوية الميل	1-5%
نظام التحكم	PLC + شاشة تعمل باللمس
مواد البناء	الكربون الصلب / الفولاذ المقاوم للصدأ / سبيكة خاصة
علامة: يمكن تخصيص المواصفات الفنية وفقًا لمتطلبات العملية.

معلمة المكلس الدوار لإعادة تدوير البطارية

نموذج	درجة حرارة التشغيل (ج)	قطر أنبوب الفرن (مم)	سرعة الدوران (دورة في الدقيقة)	طول أنبوب الفرن (م)	طريقة التدفئة	قيادة قوة المحرك (كيلوواط)
هرتزج-50	400-1100	500	3-6	5-20	كهرباء / غاز / زيت	2.2
هرتزج-80	400-1100	800	3-6	5-20		3
هرتزج-100	400-1100	1000	3-5	5-20		5.5
هرتزج-120	400-1100	1200	3-5	5-20		5.5
هرتزج-150	400-1100	1500	3-5	8-20		7.5
هرتزج-180	400-1100	1800	2-3	8-20		11
هرتزج-200	400-1100	2000	2-3	8-20		22

حماية البيئة والسلامة

تتطلب عمليات إعادة تدوير البطاريات ضوابط بيئية صارمة.

يمكن تجهيز أنظمة الفرن الدوار من Hywell بما يلي:

• أنظمة جمع الغبار

• المؤكسدات الحرارية

• احتراق لاحق

• أجهزة تنقية الغاز الحمضية

• أنظمة معالجة المركبات العضوية المتطايرة

• أنظمة استعادة الحرارة المفقودة

تساعد هذه الحلول العملاء على الامتثال للوائح البيئية مع تحسين كفاءة المصنع بشكل عام.

لماذا تختار شركة Hywell لمعدات إعادة تدوير البطاريات؟

تتمتع شركة Hywell Machinery بخبرة واسعة في تصميم وتصنيع معدات التجفيف الصناعي والتكليس والتحبيب والمعالجة الحرارية.

مزايانا

• أكثر من 20 عاما من الخبرة في التصنيع

• حلول إعادة تدوير البطاريات المصممة خصيصًا

• المعدات المتوافقة مع CE

• أنظمة التشغيل الآلي المتقدمة

• دعم التثبيت في جميع أنحاء العالم

• القدرة على مشروع تسليم المفتاح

• خدمة ما بعد البيع المهنية

• المساعدة في تحسين العملية

يعمل فريقنا الهندسي بشكل وثيق مع العملاء لتطوير أنظمة إعادة تدوير البطاريات الفعالة والموثوقة والمصممة خصيصًا لمواد ومتطلبات إنتاج محددة.

الأسئلة المتداولة

ما هي درجة الحرارة المطلوبة للتحلل الحراري للكتلة السوداء؟

تتراوح درجات حرارة الانحلال الحراري للكتلة السوداء النموذجية من 400 درجة مئوية إلى 700 درجة مئوية، اعتمادًا على كيمياء البطارية ومستوى المعالجة المطلوب.

ما هو الفرق بين الانحلال الحراري والتكلس؟

يزيل الانحلال الحراري في المقام الأول المواد العضوية، بينما يعدل التكليس الخواص الفيزيائية والكيميائية للمواد غير العضوية من خلال المعالجة بدرجة حرارة عالية.

هل يمكن للفرن الدوار أن يعمل تحت جو من النيتروجين؟

نعم. يتم استخدام عملية جو النيتروجين بشكل شائع لمنع الأكسدة وتحسين التحكم في العملية.

ما هي مواد البطارية التي يمكن معالجتها؟

يمكن للنظام معالجة NMC وLFP وNCA وخردة تصنيع البطاريات والكتلة السوداء ومواد الكاثود ومواد الأنود.

ما هي نطاقات القدرات المتاحة؟

تتوفر أفران Hywell الدوارة من وحدات المختبرات والوحدات التجريبية إلى الأنظمة الصناعية التي تتجاوز 5000 كجم/ساعة.

هل يمكن للفرن إزالة رابط PVDF؟

نعم. أحد التطبيقات الأساسية للأفران الدوارة لإعادة تدوير البطاريات هو الإزالة الحرارية لرابط PVDF والملوثات العضوية الأخرى.

هل التشغيل المستمر ممكن؟

نعم. تم تصميم الأفران الدوارة خصيصًا للإنتاج الصناعي المستمر.

هل يمكن تخصيص النظام؟

قطعاً. يمكن تخصيص أبعاد الفرن، وطرق التسخين، وأنظمة التحكم في الجو، ومستويات الأتمتة وفقًا لمتطلبات المشروع.

ما هي الصناعات التي تستخدم الأفران الدوارة لإعادة تدوير البطاريات؟

تشمل الصناعات مصانع إعادة تدوير البطاريات، ومصنعي مواد الكاثود، ومرافق إنتاج البطاريات، وشركات استعادة المعادن، ومنتجي المواد المتقدمة.

كيف يمكنني اختيار حجم الفرن الدوار الصحيح؟

يعتمد حجم الفرن على خصائص المادة، والإنتاجية المطلوبة، ووقت الإقامة، ودرجة حرارة التشغيل، وأهداف العملية. يمكن لمهندسي Hywell تقديم توصيات خاصة بالحجم والعملية.

الفرن الدوار لإعادة تدوير البطارية لإعادة تدوير المعادن الثمينة

فرن دوار لإعادة التدوير بدرجة حرارة 600 درجة، بطارية ليثيوم الانحلال الحراري بدرجة حرارة عالية لإعادة تدوير المعادن الثمينة. تهدف تقنية استرداد الانحلال الحراري لبطارية الليثيوم بشكل أساسي إلى استخراج المعادن الثمينة من بطاريات الليثيوم التي تم إيقاف تشغيلها لإعادة التدوير، وتوفر شركة Hywell Machinery بشكل أساسي عملية وتكنولوجيا الفرن الدوار للتحلل الحراري الأساسي.

تدخل بطارية الليثيوم النفايات إلى الفرن. بعد درجة حرارة عالية تصل إلى 600 درجة، تتشقق المكونات سهلة التصدع في بطارية الليثيوم، ويتم إعادة تدوير المعادن الثمينة المتبقية لإعادة استخدامها.

ومن المعلوم أن وقف تشغيل بطاريات الليثيوم السنوية في الصين يمكن أن يصل إلى حوالي 500 ألف طن. يمكن للفرن الدوار الخاص بشركة Hywell Machinery معالجة 1-2 طن في الساعة، وقدرة المعالجة السنوية القصوى حوالي 15000 طن. لمعالجة 500 ألف طن من بطاريات الليثيوم المفقودة، هناك حاجة إلى العشرات من خطوط الإنتاج هذه. لا ينبغي التقليل من حجم السوق. في السنوات الأخيرة، قامت وزارات ولجان وطنية مختلفة أيضًا بتوحيد وتحسين سوق إعادة تدوير بطاريات الليثيوم النفايات تدريجيًا من المستوى الضحل إلى الأعمق، ومن الضعيف إلى القوي على مستوى السياسات. رؤية هذه الفرصة التجارية، قامت شركة Hywell Machinery بتطوير الصناعات المتعلقة ببطاريات الليثيوم منذ عام 2014 وفتحت بشكل أساسي جميع الروابط التقنية بدءًا من إنتاج بطاريات الليثيوم وحتى إعادة التدوير.

هذا الفرن الدوار يمكنه تحقيق 'تكليس الغلاف الجوي'، أي أنه يمكنه التحكم في محتوى الأكسجين في الفرن. 'الغازات الناتجة عن الانحلال الحراري بدرجة الحرارة العالية هي في الغالب غازات قابلة للاشتعال والانفجار، مما قد يؤدي إلى خطر الانفجار.' يمكننا التحكم في محتوى الأكسجين في الفرن لإبقائه في بيئة منخفضة الأكسجين وضمان الإنتاج الآمن. تم تحسين الأداء بشكل كبير.' تتمتع هذه التقنية بإمكانية تطبيق جيدة جدًا في الصناعة.

محلول إعادة التدوير باستخدام التحلل الحراري للفرن الدوار

تعتبر المكلسات الدوارة وسيلة فعالة للغاية وفعالة من حيث التكلفة لمعالجة درجات الحرارة العالية لمختلف المنتجات الحبيبية والمساحيق. تم تصميم الوحدة خصيصًا لتوفير ظروف معالجة موحدة ومسيطر عليها.

يتم تغذية المادة في أسطوانة دوارة يتم تسخينها خارجيًا وفقًا لمعايير الوقت المرتبطة بالعملية مقابل درجة الحرارة. أثناء دوران الأسطوانة، يتم تقليب المادة برفق أثناء تدفقها من طرف تغذية الأسطوانة إلى طرف التفريغ. يشجع هذا الإجراء التعرض الموحد للمنتج لبيئة محددة. تستخدم العمليات المختلفة غازات التفاعل في اتصال مباشر مع المنتج لنشر تفاعل معين أو تغطية الغازات لحماية المنتج.

يعد الاختيار الصحيح لمواد أسطوانة التكليس أمرًا بالغ الأهمية ويتم تحديده حسب درجة حرارة العملية وتوافقها واعتبارات الحجم المادي.

يتم تزويد آلات التكليس الدوارة من شركة Hywell Machinery بدرجة حرارة أوتوماتيكية، وضغط، وأدوات تحكم كهربائية مع أفران تتميز بمواقد غاز أو زيت أو وقود مزدوجة متعددة، أو عناصر تسخين كهربائية مرتبة في مناطق. متوفر بأحجام تتراوح من قطر 50-3000 ملم وأطوال تتراوح من 5 إلى أكثر من 20 مترًا.