Lithium-Batterie-Recycling-Drehrohrofen für die Pyrolyse und Kalzinierung schwarzer Massen

Effiziente thermische Verarbeitungslösung für das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien

Der Hywell Lithium Battery Recycling Rotary Kiln ist ein kontinuierliches thermisches Verarbeitungssystem, das speziell für das Recycling von verbrauchten Lithium-Ionen-Batterien, Batterieherstellungsschrott, schwarzer Masse und Kathodenmaterialien entwickelt wurde. Das System nutzt kontrollierte Erwärmung und Atmosphärenmanagement, um organische Bindemittel, Elektrolyte, Kunststoffe und Restkohlenstoff zu entfernen und gleichzeitig wertvolle Metalle wie Lithium, Nickel, Kobalt, Mangan, Kupfer und Graphit zu bewahren.

Da die weltweite Nachfrage nach dem Recycling von Lithiumbatterien weiter wächst, haben sich Drehrohröfen zu einer der zuverlässigsten Technologien für die Pyrolyse schwarzer Masse, die Kalzinierung von Batteriematerial und die Regeneration von Kathodenmaterial entwickelt. Im Vergleich zu Kammeröfen bieten Drehrohröfen einen kontinuierlichen Betrieb, einen höheren Durchsatz, eine bessere Wärmeübertragungseffizienz und eine gleichmäßigere Produktqualität.

Ob bei der Verarbeitung von NMC, LFP, NCA oder Batterieproduktionsschrott: Der Drehrohrofen von Hywell bietet eine energieeffiziente und hochautomatisierte Lösung für moderne Batterierecyclinganlagen.

So funktioniert der Batterierecycling-Drehrohrofen

1. Versiegeltes Fütterungssystem

Über ein geschlossenes Beschickungssystem werden dem Drehrohrofen Schwarzmasse, Batterieschrott oder Kathodenmaterialien zugeführt. Dieses Design minimiert Staubemissionen und sorgt für die Integrität der Prozessatmosphäre.

2. Vorwärmzone

Das Material gelangt in den ersten Erhitzungsabschnitt, wo Feuchtigkeit und flüchtige Verbindungen zu verdampfen beginnen.

3. Pyrolysezone

Im Pyrolysebereich zersetzen sich organische Verbindungen unter kontrollierten Temperaturen. Elektrolyte, Bindemittel, Kunststoffe und organische Verunreinigungen werden thermisch entfernt.

Typische Pyrolysetemperaturen liegen je nach Material und Prozessanforderungen zwischen 400 °C und 700 °C.

4. Kalzinierungszone

Die Kalzinierungszone verarbeitet das Material bei erhöhten Temperaturen weiter, um die Materialreinheit zu verbessern und wertvolle Metallverbindungen zu aktivieren.

Typische Kalzinierungstemperaturen liegen zwischen 600 °C und 1100 °C.

5. Kühlung und Entladung

Das behandelte Material wird vor dem Austrag gekühlt, um eine sichere Handhabung und Weiterverarbeitung zu gewährleisten.

Arbeitsprozess des Batterierecycling-Drehrohrofens

Das komplette System des Batterierecycling-Drehrohrofens besteht aus einer Zuführvorrichtung, einem Ofenkörper, einer Entladevorrichtung, einer Heizvorrichtung, einer Steuereinheit usw. Die Heizvorrichtung erwärmt die Umgebung der Materialien im Ofen, um die Temperatur allmählich zu erhöhen. Wenn die vom Thermoelement gemessene Temperatur den erforderlichen Wert erreicht, steigt die Temperatur nicht weiter an und das Material kann entladen werden, nachdem die Reaktionszeit den angegebenen Wert erreicht hat. Der gesamte Prozess ist sicher und effizient.

1. Das Fütterungssystem ist normalerweise mit einem Schneckenförderer oder ausgestattet Vakuumförderer zur quantitativen Förderung.

2. Der Heizofen umfasst im Allgemeinen eine Vorwärmzone und eine Hochtemperatur-Heizzone. Es gibt mehrere Temperaturzonen in der Vorheizzone und der Hochtemperatur-Heizzone, in denen die Temperatur jeder Temperaturzone und die Temperatur jeder Zone des Geräts separat eingestellt werden können

 ist für den Prozess erforderlich.

3. Je nach Materialeigenschaften entwerfen die Ingenieure von Hywell Machinery, ob der Drehrohrofenkörper entsprechend den Materialeigenschaften einen Winkel benötigt. Denn der Drehrohrofen unseres Unternehmens verfügt über einen horizontalen Ofenkörper und einen geneigten Ofenkörper.

4. Der Heizweg des Drehrohrofens für Batteriematerialien verfügt über eine elektrische Heizung oder eine Gas-/Ölheizung. Wenn die Maschinenheizung eine elektrische Heizung installiert, ist der Widerstandsdraht am Boden des Ofenkörpers angeordnet, um das Material indirekt zu erhitzen.

5. Der Kühler ist normalerweise ein Trommelkühler; Das Material passiert die Innenseite des Zylinders und die Außenseite wird mit Wasser besprüht, um das Material indirekt zu kühlen und die Anforderungen an die Austrittstemperatur zu erfüllen.

Was ist ein Lithiumbatterie-Recycling-Drehrohrofen?

Ein Lithiumbatterie-Recycling-Drehrohrofen ist ein langsam rotierender zylindrischer Ofen, der zur thermischen Behandlung von Batterieabfällen und schwarzen Massenmaterialien verwendet wird. Während des Betriebs bewegt sich das Material kontinuierlich durch verschiedene Temperaturzonen im Inneren des Ofens und wird dabei unter kontrollierten atmosphärischen Bedingungen erhitzt.

Der Drehrohrofen kann mehrere wichtige Funktionen innerhalb eines Batterierecyclingprozesses erfüllen:

• Schwarze Massenpyrolyse

• Bindemittelentfernung

• Elektrolytzersetzung

• Entfernung organischer Verunreinigungen

• Kalzinierung des Kathodenmaterials

• Kohlenstoffreduzierung

• Materialaktivierung

• Regeneration des Kathodenmaterials

Durch die Entfernung von Verunreinigungen und die Vorbereitung des Materials für die Weiterverarbeitung verbessert der Drehrohrofen die Metallrückgewinnungseffizienz in hydrometallurgischen und metallurgischen Rückgewinnungssystemen erheblich.

Recycling-Rotationskalzinator für  Lithiumbatterien

Video zur Batterierecyclingofen-Thermolyse

Warum die thermische Behandlung beim Batterierecycling wichtig ist

Lithium-Ionen-Batterien enthalten wertvolle Metalle, aber auch organische Materialien, die sich negativ auf die Metallrückgewinnungsprozesse auswirken können.

Zu diesen unerwünschten Materialien gehören:

• PVDF-Binder

• Elektrolytrückstände

• Organische Lösungsmittel

• Kunststoffe

• Separatormaterialien

• Restliche Kohlenstoffverbindungen

Ohne ordnungsgemäße thermische Behandlung können diese Verunreinigungen die Auslaugungseffizienz verringern, Prozesslösungen verunreinigen und die Betriebskosten erhöhen.

Der Drehrohrofen entfernt diese Bestandteile durch kontrollierte Pyrolyse und Kalzinierung, wodurch ein saubereres und wertvolleres schwarzes Massenprodukt entsteht.

Zu den Vorteilen gehören:

• Verbesserte Lithiumrückgewinnung

• Erhöhte Nickelrückgewinnung

• Erhöhte Kobaltrückgewinnung

• Höhere Auslaugungseffizienz

• Reduzierter Reagenzienverbrauch

• Verbesserte Produktreinheit

• Geringere Umweltbelastung

Schwarzer Massenpyrolyseprozess

Was ist schwarze Masse?

Schwarze Masse ist das wertvolle Pulver, das nach der mechanischen Zerkleinerung und Trennung von Lithium-Ionen-Batterien entsteht. Es enthält eine Mischung aus Kathoden- und Anodenmaterialien sowie Restverunreinigungen.

Die typische Zusammensetzung der schwarzen Masse umfasst:

• Lithiumverbindungen

• Nickelverbindungen

• Kobaltverbindungen

• Manganverbindungen

• Graphit

• Kupferpartikel

• Aluminiumpartikel

• Bindemittelrückstände

Da schwarze Masse erhebliche Mengen an wertvollen Metallen enthält, ist sie zu einem wichtigen Rohstoff für moderne Batterierecyclingbetriebe geworden.

Warum schwarze Masse Pyrolyse erfordert

Frisch hergestellte schwarze Masse enthält oft:

• PVDF-Binder

• Organische Lösungsmittel

• Elektrolytrückstände

• Kohlenstoffverunreinigungen

Diese Verunreinigungen beeinträchtigen die nachgeschaltete Metallgewinnung.

Der Batterierecycling-Drehrohrofen entfernt diese Verunreinigungen und produziert ein saubereres Material, das für die hydrometallurgische Verarbeitung geeignet ist.

Vorteile der Schwarzmassenpyrolyse

• Reduzierter Bio-Anteil

• Verbesserte Effizienz bei der Metallrückgewinnung

• Bessere Auslaugungsleistung

• Geringere Verunreinigungswerte

• Höherer Endproduktwert

• Verbesserte Prozessstabilität

Anwendungen des Batterierecycling-Drehrohrofens

NMC Batterierecycling

Der Drehrohrofen wird häufig zum Recycling von NMC-Kathodenmaterialien verwendet, darunter:

• NMC111

• NMC523

• NMC622

• NMC811

Die thermische Behandlung verbessert die Metallrückgewinnung und entfernt organische Rückstände.

LFP-Batterierecycling

Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) werden zunehmend in Elektrofahrzeugen und Energiespeichersystemen eingesetzt.

Der Drehrohrofen entfernt effizient Bindemittel und organische Verunreinigungen und bewahrt gleichzeitig wertvolle lithiumhaltige Verbindungen.

NCA-Batterierecycling

Batteriematerialien aus Nickel-Kobalt-Aluminium (NCA) erfordern eine kontrollierte thermische Verarbeitung, um die Rückgewinnungseffizienz zu maximieren und die Materialqualität aufrechtzuerhalten.

Recycling von Elektrofahrzeugbatterien

Batterien von Elektrofahrzeugen enthalten große Mengen wertvoller Metalle. Die Drehrohrofentechnologie bietet eine effiziente Lösung für die Verarbeitung von Batterieschrott aus Elektrofahrzeugen im industriellen Maßstab.

Recycling von Schrott aus der Batterieherstellung

Das System kann verarbeiten:

• Elektrodenschrott

• Beschichtungsabfälle

• Abfall aus der Kathodenproduktion

• Anodenproduktionsabfälle

• Defekte Batteriezellen

Regeneration des Kathodenmaterials

Der Drehrohrofen kann auch für Prozesse zur Regeneration von Kathodenmaterial verwendet werden und hilft Herstellern dabei, wertvolle Aktivmaterialien zurückzugewinnen und wiederzuverwenden.

Vorteile des Batterierecycling-Drehrohrofens

Im Vergleich zu gasbefeuerten Drehrohröfen und ölbefeuerten Drehrohröfen ist der von elektrischen Drehrohröfen genutzte Strom die sauberste Energiequelle. Elektrische Energie kann problemlos an die Fabrik angeschlossen und zusammen mit der Stromversorgungsleitung dem Drehrohrofen mit elektrischer Heizung zugeführt werden.

Auch die Vorteile im Produktionsprozess des Elektrodrehrohrofens liegen auf der Hand.

• Hoher thermischer Wirkungsgrad, kein Rauch, keine Asche und Schlacke, um offensichtliche Wärme abzuleiten.

• Es ist einfach, die Bedingungen automatisch zu steuern, die Genauigkeit der Ofentemperaturregelung ist hoch und es ist für den Prozess mit engen Vorbrenntemperaturen geeignet.

• Darüber hinaus muss beim elektrischen Drehrohrofen keine Brennstofflager- und Transportstation gebaut werden, was die Arbeit der Brennstoffbeschaffung, des Transports und des Sicherheitsmanagements vereinfacht. Während des Produktionsprozesses können Korrosion des Ofenkörpers aufgrund von SO2-Gas und Umweltverschmutzungsprobleme vermieden werden. Daher ist der Drehrohrofen mit elektrischer Heizung wirtschaftlicher als der Drehrohrofen mit Gasbrennstoff und der Drehrohrofen mit Ölbrennstoff.

Wichtige technische Parameter

Artikel	Spezifikation
Verarbeitungskapazität	100–5000 kg/h
Betriebstemperatur	300–1200°C
Heizmethode	Gas, Strom, Heizöl
Atmosphärenoptionen	Luft, Stickstoff, Inertgas
Verweilzeit	20–240 Minuten
Ofendurchmesser	Maßgeschneidert
Ofenlänge	Maßgeschneidert
Rotationsgeschwindigkeit	Variable Frequenzsteuerung
Neigungswinkel	1–5 %
Kontrollsystem	SPS + Touchscreen
Baumaterial	Kohlenstoffstahl / Edelstahl / Speziallegierung
Mark: Technische Spezifikationen können je nach Prozessanforderungen angepasst werden.

Parameter des Batterierecycling-Rotationskalzinierers

Modell	Betriebstemperatur (C)	Ofenrohrdurchmesser (mm)	Drehzahl (U/min)	Ofenrohrlänge (m)	Heizmethode	Antriebsmotorleistung (Kw)
HZG-50	400-1100	500	3-6	5-20	Elektrik / Gas / Öl	2.2
HZG-80	400-1100	800	3-6	5-20		3
HZG-100	400-1100	1000	3-5	5-20		5.5
HZG-120	400-1100	1200	3-5	5-20		5.5
HZG-150	400-1100	1500	3-5	8-20		7.5
HZG-180	400-1100	1800	2-3	8-20		11
HZG-200	400-1100	2000	2-3	8-20		22

Umweltschutz und Sicherheit

Batterierecyclingprozesse erfordern strenge Umweltkontrollen.

Hywell-Drehrohrofensysteme können ausgestattet werden mit:

• Staubsammelsysteme

• Thermische Oxidationsmittel

• Nachbrenner

• Sauergaswäscher

• VOC-Behandlungssysteme

• Abwärmerückgewinnungssysteme

Diese Lösungen unterstützen Kunden bei der Einhaltung von Umweltvorschriften und verbessern gleichzeitig die Gesamteffizienz der Anlage.

Warum sollten Sie Hywell für Batterierecyclinggeräte wählen?

Hywell Machinery verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Entwicklung und Herstellung von industriellen Trocknungs-, Kalzinierungs-, Granulations- und Wärmeverarbeitungsgeräten.

Unsere Vorteile

• Mehr als 20 Jahre Erfahrung in der Herstellung

• Maßgeschneiderte Lösungen für das Batterierecycling

• CE-konforme Ausrüstung

• Fortschrittliche Automatisierungssysteme

• Weltweiter Installationssupport

• Schlüsselfertige Projektfähigkeit

• Professioneller After-Sales-Service

• Unterstützung bei der Prozessoptimierung

Unser Ingenieurteam arbeitet eng mit Kunden zusammen, um effiziente und zuverlässige Batterierecyclingsysteme zu entwickeln, die auf spezifische Materialien und Produktionsanforderungen zugeschnitten sind.

Häufig gestellte Fragen

Welche Temperatur ist für die Pyrolyse der schwarzen Masse erforderlich?

Typische Pyrolysetemperaturen für schwarze Masse liegen zwischen 400 °C und 700 °C, abhängig von der Batteriechemie und dem gewünschten Behandlungsgrad.

Was ist der Unterschied zwischen Pyrolyse und Kalzinierung?

Bei der Pyrolyse werden vor allem organische Materialien entfernt, während bei der Kalzinierung die physikalischen und chemischen Eigenschaften anorganischer Materialien durch Hochtemperaturbehandlung verändert werden.

Kann der Drehrohrofen unter Stickstoffatmosphäre betrieben werden?

Ja. Der Betrieb in Stickstoffatmosphäre wird üblicherweise verwendet, um Oxidation zu verhindern und die Prozesskontrolle zu verbessern.

Welche Batteriematerialien können verarbeitet werden?

Das System kann NMC, LFP, NCA, Batterieherstellungsschrott, schwarze Masse, Kathodenmaterialien und Anodenmaterialien verarbeiten.

Welche Kapazitätsbereiche sind verfügbar?

Hywell-Drehrohröfen sind von Labor- und Pilotanlagen bis hin zu Industrieanlagen mit mehr als 5.000 kg/h erhältlich.

Kann der Ofen PVDF-Binder entfernen?

Ja. Eine der Hauptanwendungen von Batterierecycling-Drehrohröfen ist die thermische Entfernung von PVDF-Bindemitteln und anderen organischen Verunreinigungen.

Ist ein Dauerbetrieb möglich?

Ja. Drehrohröfen sind speziell für die kontinuierliche industrielle Produktion konzipiert.

Kann das System individuell angepasst werden?

Absolut. Ofenabmessungen, Heizmethoden, Atmosphärenkontrollsysteme und Automatisierungsstufen können je nach Projektanforderungen angepasst werden.

In welchen Branchen werden Batterierecycling-Drehrohröfen eingesetzt?

Zu den Branchen gehören Batterierecyclinganlagen, Hersteller von Kathodenmaterialien, Batterieproduktionsanlagen, Metallrückgewinnungsunternehmen und Hersteller fortschrittlicher Materialien.

Wie wähle ich die richtige Drehrohrofengröße aus?

Die Ofengröße hängt von den Materialeigenschaften, dem erforderlichen Durchsatz, der Verweilzeit, der Betriebstemperatur und den Prozesszielen ab. Die Ingenieure von Hywell können individuelle Größen- und Prozessempfehlungen geben.

Batterie-Recycling-Drehrohrofen zum Recycling von Edelmetallen

600-Grad-Recycling-Drehrohrofen-Hochtemperatur-Pyrolyse-Lithiumbatterie zum Recycling von Edelmetallen. Die Pyrolyse-Rückgewinnungstechnologie für Lithiumbatterien dient hauptsächlich dazu, Edelmetalle aus stillgelegten Lithiumbatterien für das Recycling zu extrahieren, und Hywell Machinery stellt hauptsächlich den Kernprozess und die Technologie des Pyrolyse-Drehrohrofens bereit.

Die verbrauchte Lithiumbatterie gelangt in den Ofen. Nach einer hohen Temperatur von 600 Grad werden die leicht spaltbaren Bestandteile der Lithiumbatterie abgespalten und die verbleibenden Edelmetalle zur Wiederverwendung recycelt.

Es wird davon ausgegangen, dass Chinas jährliche Stilllegung von Lithiumbatterien etwa 500.000 Tonnen erreichen kann. Der Drehrohrofen von Hywell Machinery kann 1–2 Tonnen pro Stunde verarbeiten, und die jährliche maximale Verarbeitungskapazität beträgt etwa 15.000 Tonnen. Um die 500.000 Tonnen Lithium-Altbatterien zu verarbeiten, werden Dutzende solcher Produktionslinien benötigt. Die Größe des Marktes sollte nicht unterschätzt werden. In den letzten Jahren haben verschiedene nationale Ministerien und Kommissionen auch den Recyclingmarkt für Lithium-Altbatterien schrittweise standardisiert und verbessert, von flacher nach tiefer, von schwach nach stark auf politischer Ebene. Hywell Machinery erkannte diese Geschäftsmöglichkeit und baute seit 2014 Industrien im Zusammenhang mit Lithiumbatterien aus und hat im Grunde alle technischen Verbindungen von der Lithiumbatterieproduktion bis zum Recycling geöffnet.

Dieser Drehrohrofen kann eine „Atmosphärenkalzinierung“ erreichen, das heißt, er kann den Sauerstoffgehalt im Ofen steuern. „Bei den Gasen nach der Hochtemperaturpyrolyse handelt es sich größtenteils um brennbare und explosive Gase, bei denen Explosionsgefahr besteht.“ Wir können den Sauerstoffgehalt im Ofen kontrollieren, um ihn in einer sauerstoffarmen Umgebung zu halten und eine sichere Produktion zu gewährleisten. Die Leistung wird erheblich verbessert.“ Diese Technologie hat in der Industrie sehr gute Anwendungsaussichten.

Recyclinglösung mit Drehrohrofen-Thermolyse

Rotationskalzinierer sind ein äußerst effektives und kosteneffizientes Mittel zur Hochtemperaturverarbeitung verschiedener körniger Produkte und Pulver. Das Gerät ist speziell darauf ausgelegt, kontrollierte und gleichmäßige Prozessbedingungen zu gewährleisten.

Das Material wird einem rotierenden Zylinder zugeführt, der nach prozessbezogenen Zeit-Temperatur-Kriterien von außen erhitzt wird. Während sich der Zylinder dreht, wird das Material sanft umgewälzt, während es vom Zufuhrende des Zylinders zum Auslassende fließt. Die Aktion fördert die gleichmäßige Einwirkung des Produkts auf eine definierte Umgebung. Verschiedene Prozesse nutzen Reaktionsgase in direktem Kontakt mit dem Produkt, um eine bestimmte Reaktion auszulösen, oder Schutzgase, um das Produkt zu schützen.

Die richtige Auswahl des Kalzinierungszylindermaterials ist von entscheidender Bedeutung und wird von der Prozesstemperatur, der Prozesskompatibilität und den Überlegungen zur physikalischen Größe bestimmt.

Rotationskalzinatoren von Hywell Machinery sind mit automatischen Temperatur-, Druck- und elektrischen Steuerungen ausgestattet, wobei die Öfen über mehrere Gas-, Öl- oder Zweistoffbrenner oder in Zonen angeordnete elektrische Heizelemente verfügen. Erhältlich in Größen von 50–3000 mm Durchmesser und Längen von 5 bis über 20 m.