کوره چرخشی بازیافت باتری لیتیومی برای تجزیه و کلسیناسیون جرم سیاه

راه حل پردازش حرارتی کارآمد برای بازیافت باتری لیتیوم یون

کوره چرخشی بازیافت باتری لیتیوم Hywell یک سیستم پردازش حرارتی مداوم است که به طور خاص برای بازیافت باتری های لیتیوم یون مصرف شده، ضایعات تولید باتری، جرم سیاه و مواد کاتدی طراحی شده است. این سیستم از گرمایش کنترل شده و مدیریت جو برای حذف چسب های آلی، الکترولیت ها، پلاستیک ها و کربن باقی مانده استفاده می کند و در عین حال فلزات ارزشمندی مانند لیتیوم، نیکل، کبالت، منگنز، مس و گرافیت را حفظ می کند.

از آنجایی که تقاضای جهانی برای بازیافت باتری لیتیومی همچنان در حال رشد است، کوره های دوار به یکی از قابل اعتمادترین فناوری ها برای تجزیه در اثر حرارت توده سیاه، تکلیس مواد باتری و بازسازی مواد کاتدی تبدیل شده اند. در مقایسه با کوره های دسته ای، کوره های دوار عملکرد مداوم، توان عملیاتی بالاتر، راندمان انتقال حرارت بهتر و کیفیت محصول سازگارتر را ارائه می دهند.

چه در حال پردازش NMC، LFP، NCA، یا ضایعات تولید باتری، کوره دوار Hywell یک راه حل کم مصرف و بسیار خودکار برای کارخانه های بازیافت باتری مدرن ارائه می دهد.

کوره چرخشی بازیافت باتری چگونه کار می کند

1. سیستم تغذیه مهر و موم شده

توده سیاه، ضایعات باتری یا مواد کاتدی از طریق یک سیستم تغذیه مهر و موم شده به کوره دوار وارد می شوند. این طراحی انتشار گرد و غبار را به حداقل می رساند و یکپارچگی جو فرآیند را حفظ می کند.

2. منطقه پیش گرمایش

این ماده وارد بخش گرمایش اولیه می شود، جایی که رطوبت و ترکیبات فرار شروع به تبخیر می کنند.

3. منطقه پیرولیز

در بخش پیرولیز، ترکیبات آلی در دمای کنترل شده تجزیه می شوند. الکترولیت ها، چسب ها، پلاستیک ها و آلاینده های آلی به صورت حرارتی حذف می شوند.

دمای معمولی تجزیه در اثر حرارت از 400 درجه سانتیگراد تا 700 درجه سانتیگراد بسته به نیاز مواد و فرآیند متغیر است.

4. منطقه کلسیناسیون

منطقه کلسینه کردن مواد را در دماهای بالا پردازش می کند تا خلوص مواد را بهبود بخشد و ترکیبات فلزی ارزشمند را فعال کند.

دمای کلسیناسیون معمولی از 600 درجه سانتیگراد تا 1100 درجه سانتیگراد متغیر است.

5. خنک کننده و تخلیه

مواد تصفیه شده قبل از تخلیه خنک می شوند تا از جابجایی ایمن و پردازش پایین دست اطمینان حاصل شود.

فرآیند کار کوره چرخشی بازیافت باتری

سیستم کامل کوره دوار بازیافت باتری متشکل از دستگاه تغذیه، بدنه کوره، دستگاه تخلیه، دستگاه گرمایش، واحد کنترل و ... می باشد که دستگاه گرمایش محیط اطراف مواد موجود در کوره را گرم می کند تا به تدریج دما افزایش یابد. هنگامی که دمای اندازه گیری شده توسط ترموکوپل به مقدار مورد نیاز برسد، دما به افزایش خود ادامه نخواهد داد و پس از رسیدن زمان واکنش به مقدار مشخص شده، مواد را می توان تخلیه کرد. کل فرآیند ایمن و کارآمد است.

1. سیستم تغذیه معمولا مجهز به فیدر پیچ یا فیدر خلاء برای انتقال کمی.

2. کوره گرمایش به طور کلی شامل یک منطقه پیش گرمایش و یک منطقه گرمایش با دمای بالا است. چندین منطقه دمایی در منطقه پیش گرمایش و منطقه گرمایش با دمای بالا وجود دارد که دمای هر منطقه دما را می توان به طور جداگانه تنظیم کرد و دمای هر منطقه از تجهیزات را تنظیم کرد.

 توسط فرآیند مورد نیاز است.

3. با توجه به ویژگی های مواد مختلف، مهندسان ماشین آلات Hywell طراحی خواهند کرد که آیا بدنه کوره دوار با توجه به ویژگی های مواد به زاویه نیاز دارد یا خیر. زیرا کوره دوار شرکت ما دارای بدنه کوره افقی و بدنه کوره شیبدار می باشد.

4. راه گرمایش کوره دوار مواد باتری دارای گرمایش الکتریکی یا بخاری گازی / نفتی است. اگر بخاری دستگاه یک بخاری برقی نصب کند، سیم مقاومت در پایین بدنه کوره قرار می گیرد تا به طور غیر مستقیم مواد را گرم کند.

5. کولر معمولا یک خنک کننده درام است. مواد از داخل سیلندر عبور می کنند و قسمت بیرونی آن با آب پاشیده می شود تا به طور غیرمستقیم ماده خنک شود تا نیازهای دمای تخلیه را برآورده کند.

کوره چرخشی بازیافت باتری لیتیومی چیست؟

کوره چرخشی بازیافت باتری لیتیومی یک کوره استوانه ای با چرخش آهسته است که برای تصفیه حرارتی ضایعات باتری و مواد توده سیاه استفاده می شود. در طول عملیات، مواد به طور مداوم در مناطق دمایی مختلف در داخل کوره حرکت می کنند در حالی که تحت شرایط جوی کنترل شده گرم می شوند.

کوره دوار می تواند چندین عملکرد حیاتی را در فرآیند بازیافت باتری انجام دهد:

• پیرولیز توده سیاه

• حذف بایندر

• تجزیه الکترولیت

• حذف آلاینده های آلی

• کلسینه کردن مواد کاتدی

• کاهش کربن

• فعال سازی مواد

• بازسازی مواد کاتدی

کوره دوار با حذف ناخالصی ها و آماده سازی مواد برای پردازش پایین دست، راندمان بازیافت فلز را در سیستم های بازیابی هیدرومتالورژی و متالورژی به طور قابل توجهی بهبود می بخشد.

بازیافت کلسینر روتاری برای  باتری لیتیومی

فیلم حرارتی کوره بازیافت باتری

چرا عملیات حرارتی در بازیافت باتری مهم است؟

باتری‌های لیتیوم یونی حاوی فلزات با ارزشی هستند، اما همچنین شامل مواد آلی هستند که می‌توانند بر فرآیندهای بازیابی فلز تأثیر منفی بگذارند.

این مواد ناخواسته عبارتند از:

• چسب PVDF

• باقی مانده های الکترولیت

• حلال های آلی

• پلاستیک

• مواد جداکننده

• ترکیبات کربن باقیمانده

بدون عملیات حرارتی مناسب، این ناخالصی ها ممکن است راندمان شستشو را کاهش دهند، محلول های فرآیند را آلوده کنند و هزینه های عملیاتی را افزایش دهند.

کوره دوار این اجزا را از طریق تجزیه در اثر حرارت و تکلیس کنترل شده حذف می کند و محصولی با جرم سیاه تمیزتر و ارزشمندتر ایجاد می کند.

مزایا عبارتند از:

• بهبود بازیابی لیتیوم

• افزایش بازیابی نیکل

• افزایش بازیافت کبالت

• راندمان شستشوی بالاتر

• کاهش مصرف معرف

• خلوص محصول بهبود یافته است

• اثرات زیست محیطی کمتر

فرآیند پیرولیز جرمی سیاه

Black Mass چیست؟

جرم سیاه پودر ارزشمندی است که پس از خرد کردن مکانیکی و جداسازی باتری‌های لیتیوم یون تولید می‌شود. حاوی مخلوطی از مواد کاتد و آند به همراه آلاینده های باقی مانده است.

ترکیب توده سیاه معمولی شامل:

• ترکیبات لیتیوم

• ترکیبات نیکل

• ترکیبات کبالت

• ترکیبات منگنز

• گرافیت

• ذرات مس

• ذرات آلومینیوم

• بقایای بایندر

از آنجایی که توده سیاه حاوی مقادیر قابل توجهی فلزات ارزشمند است، به یک ماده اولیه کلیدی در عملیات بازیافت باتری مدرن تبدیل شده است.

چرا جرم سیاه به پیرولیز نیاز دارد؟

توده سیاه تازه تولید شده اغلب حاوی:

• چسب PVDF

• حلال های آلی

• باقی مانده های الکترولیت

• آلاینده های کربن

این ناخالصی ها در استخراج فلزات پایین دست اختلال ایجاد می کنند.

کوره چرخشی بازیافت باتری این آلاینده ها را حذف می کند و ماده تمیزتری را برای پردازش هیدرومتالورژی تولید می کند.

مزایای پیرولیز جرمی سیاه

• کاهش محتوای ارگانیک

• بهبود راندمان بازیابی فلز

• عملکرد بهتر لیچینگ

• سطوح ناخالصی پایین تر

• ارزش محصول نهایی بالاتر

• ثبات فرآیند بهبود یافته است

کاربردهای کوره چرخشی بازیافت باتری

بازیافت باتری NMC

کوره دوار به طور گسترده ای برای بازیافت مواد کاتد NMC از جمله موارد زیر استفاده می شود:

• NMC111

• NMC523

• NMC622

• NMC811

عملیات حرارتی بازیافت فلز را بهبود می بخشد و مواد آلی باقیمانده را حذف می کند.

بازیافت باتری LFP

باتری های لیتیوم آهن فسفات (LFP) به طور فزاینده ای در وسایل نقلیه الکتریکی و سیستم های ذخیره انرژی استفاده می شوند.

کوره دوار به طور موثر چسب ها و آلاینده های آلی را حذف می کند و در عین حال ترکیبات ارزشمند حاوی لیتیوم را حفظ می کند.

بازیافت باتری NCA

مواد باتری نیکل کبالت آلومینیوم (NCA) به پردازش حرارتی کنترل شده برای به حداکثر رساندن راندمان بازیابی و حفظ کیفیت مواد نیاز دارند.

بازیافت باتری EV

باتری های خودروهای الکتریکی حاوی مقادیر زیادی فلزات ارزشمند هستند. فناوری کوره دوار یک راه حل کارآمد برای پردازش ضایعات باتری EV در مقیاس صنعتی ارائه می دهد.

بازیافت ضایعات تولید باتری

سیستم می تواند پردازش کند:

• ضایعات الکترود

• زباله های پوشش

• ضایعات تولید کاتد

• ضایعات تولید آند

• سلول های باتری معیوب

بازسازی مواد کاتدی

کوره دوار همچنین می تواند برای فرآیندهای بازسازی مواد کاتدی استفاده شود و به تولیدکنندگان کمک می کند تا مواد فعال با ارزش را بازیابی و استفاده مجدد کنند.

مزایای کوره چرخشی بازیافت باتری

در مقایسه با کوره های دوار گازسوز و کوره های دوار نفت سوز، برق مورد استفاده در کوره های دوار برقی پاک ترین منبع انرژی است. انرژی الکتریکی را می توان به راحتی به کارخانه متصل کرد و به همراه خط منبع تغذیه به کوره دوار گرمایش برقی عرضه کرد.

مزایا در فرآیند تولید کوره دوار برقی نیز مشهود است.

• راندمان حرارتی بالا، بدون دود، بدون خاکستر و سرباره برای از بین بردن گرمای آشکار.

• کنترل خودکار شرایط آسان است، دقت کنترل دمای کوره بالا است و برای فرآیند باریک دمای قبل از پخت مناسب است.

• علاوه بر این، کوره دوار برقی نیازی به ساخت ایستگاه ذخیره سازی و حمل سوخت ندارد که کار تهیه سوخت، حمل و نقل و مدیریت ایمنی را ساده می کند. در طول فرآیند تولید، می توان از خوردگی بدنه کوره ناشی از گاز SO2 و مشکلات آلودگی محیطی جلوگیری کرد. بنابراین، کوره دوار گرمایش الکتریکی نسبت به کوره دوار سوخت گازی و کوره دوار سوخت نفتی مقرون به صرفه تر است.

پارامترهای فنی کلیدی

مورد	مشخصات
ظرفیت پردازش	100-5000 کیلوگرم در ساعت
دمای عملیاتی	300-1200 درجه سانتیگراد
روش گرمایش	گاز، برق، نفت کوره
گزینه های جو	هوا، نیتروژن، گاز بی اثر
زمان اقامت	20-240 دقیقه
قطر کوره	سفارشی
طول کوره	سفارشی
سرعت چرخش	کنترل فرکانس متغیر
زاویه شیب	1-5٪
سیستم کنترل	PLC + صفحه نمایش لمسی
مصالح ساختمانی	فولاد کربن / فولاد ضد زنگ / آلیاژ ویژه
علامت گذاری: مشخصات فنی را می توان با توجه به نیازهای فرآیند سفارشی کرد.

پارامتر کلسینر چرخشی بازیافت باتری

مدل	دمای عملیاتی (C)	قطر لوله کوره (میلی متر)	سرعت چرخش (RPM)	طول لوله کوره (متر)	روش گرمایش	قدرت موتور محرک (Kw)
HZG-50	400-1100	500	3-6	5-20	برق / گاز / نفت	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

حفاظت و ایمنی محیط زیست

فرآیندهای بازیافت باتری نیاز به کنترل های محیطی دقیق دارد.

سیستم های کوره دوار Hywell را می توان به موارد زیر مجهز کرد:

• سیستم های جمع آوری گرد و غبار

• اکسید کننده های حرارتی

• پس سوز

• اسکرابر گاز اسیدی

• سیستم های تصفیه VOC

• سیستم های بازیابی حرارت زباله

این راه حل ها به مشتریان کمک می کند تا با مقررات زیست محیطی مطابقت داشته باشند و در عین حال کارایی کلی کارخانه را بهبود بخشند.

چرا Hywell را برای تجهیزات بازیافت باتری انتخاب کنید؟

Hywell Machinery دارای تجربه گسترده ای در طراحی و ساخت تجهیزات خشک کردن صنعتی، کلسیناسیون، دانه بندی و پردازش حرارتی است.

مزایای ما

• بیش از 20 سال سابقه تولید

• راه حل های بازیافت باتری مهندسی شده سفارشی

• تجهیزات مطابق با CE

• سیستم های اتوماسیون پیشرفته

• پشتیبانی نصب در سراسر جهان

• قابلیت پروژه کلید در دست

• خدمات پس از فروش حرفه ای

• کمک بهینه سازی فرآیند

تیم مهندسی ما از نزدیک با مشتریان برای توسعه سیستم‌های بازیافت باتری کارآمد و قابل اعتماد متناسب با مواد خاص و الزامات تولید کار می‌کند.

سوالات متداول

برای پیرولیز جرم سیاه چه دمایی لازم است؟

دمای معمولی پیرولیز جرم سیاه بین 400 درجه سانتیگراد تا 700 درجه سانتیگراد بسته به شیمی باتری و سطح درمان مورد نظر متغیر است.

تفاوت بین پیرولیز و کلسینه کردن چیست؟

پیرولیز در درجه اول مواد آلی را حذف می کند، در حالی که کلسینه کردن خواص فیزیکی و شیمیایی مواد معدنی را از طریق تصفیه در دمای بالا اصلاح می کند.

آیا کوره دوار می تواند تحت جو نیتروژن کار کند؟

بله. عملیات جو نیتروژن معمولاً برای جلوگیری از اکسیداسیون و بهبود کنترل فرآیند استفاده می شود.

چه مواد باتری را می توان پردازش کرد؟

این سیستم می تواند NMC، LFP، NCA، ضایعات تولید باتری، جرم سیاه، مواد کاتدی و مواد آند را پردازش کند.

چه محدوده ظرفیتی موجود است؟

کوره های دوار Hywell از واحدهای آزمایشگاهی و آزمایشی تا سیستم های صنعتی بیش از 5000 کیلوگرم در ساعت در دسترس هستند.

آیا کوره می تواند چسب PVDF را حذف کند؟

بله. یکی از کاربردهای اصلی کوره های چرخشی بازیافت باتری، حذف حرارتی بایندر PVDF و سایر آلاینده های آلی است.

آیا عملیات مداوم امکان پذیر است؟

بله. کوره های دوار به طور خاص برای تولید صنعتی مداوم طراحی شده اند.

آیا می توان سیستم را سفارشی کرد؟

کاملا. ابعاد کوره، روش‌های گرمایش، سیستم‌های کنترل جو، و سطوح اتوماسیون همگی می‌توانند بر اساس نیازهای پروژه سفارشی شوند.

چه صنایعی از کوره های چرخشی بازیافت باتری استفاده می کنند؟

صنایع شامل کارخانه‌های بازیافت باتری، تولیدکنندگان مواد کاتدی، تأسیسات تولید باتری، شرکت‌های بازیافت فلز و تولیدکنندگان مواد پیشرفته است.

چگونه می توانم اندازه مناسب کوره دوار را انتخاب کنم؟

اندازه کوره به مشخصات مواد، توان عملیاتی مورد نیاز، زمان ماند، دمای عملیاتی و اهداف فرآیند بستگی دارد. مهندسان Hywell می توانند توصیه هایی را برای اندازه و فرآیند سفارشی ارائه دهند.

کوره چرخشی بازیافت باتری برای بازیافت فلزات گرانبها

باتری لیتیومی با حرارت بالا کوره چرخشی 600 درجه بازیافت برای بازیافت فلزات گرانبها. فن آوری بازیابی پیرولیز باتری لیتیوم عمدتاً برای استخراج فلزات گرانبها از باتری های لیتیومی از کار افتاده برای بازیافت است و Hywell Machinery عمدتاً فرآیند و فناوری کوره دوار پیرولیز هسته را ارائه می دهد.

باتری لیتیوم زباله وارد کوره می شود. پس از دمای بالای 600 درجه، اجزای باتری لیتیومی که به راحتی ترک می‌شوند شکسته می‌شوند و فلزات گرانبها باقی مانده برای استفاده مجدد بازیافت می‌شوند.

این قابل درک است که از کار انداختن سالانه باتری های لیتیومی در چین می تواند به حدود 500000 تن برسد. کوره دوار Hywell Machinery می تواند 1-2 تن در ساعت پردازش کند و حداکثر ظرفیت پردازش سالانه حدود 15000 تن است. برای پردازش 500000 تن باتری های لیتیومی ضایعاتی، ده ها خط تولید از این قبیل مورد نیاز است. مقیاس بازار را نباید دست کم گرفت. در سال‌های اخیر، وزارتخانه‌ها و کمیسیون‌های مختلف ملی نیز به تدریج بازار بازیافت باتری‌های لیتیومی ضایعات را از سطح پایین‌تر به عمیق‌تر، از ضعیف به قوی در سطح سیاست، استاندارد و بهبود بخشیده‌اند. با دیدن این فرصت تجاری، ماشین آلات Hywell از سال 2014 صنایع مرتبط با باتری لیتیومی را پرورش داده است و اساساً همه پیوندهای فنی از تولید باتری لیتیومی تا بازیافت را باز کرده است.

این کوره دوار می‌تواند به «تجزیه اتمسفر» برسد، یعنی می‌تواند محتوای اکسیژن در کوره را کنترل کند. 'گازهای پس از پیرولیز در دمای بالا عمدتاً گازهای قابل اشتعال و انفجاری هستند که خطر انفجار را دارند.' ما می‌توانیم محتوای اکسیژن در کوره را کنترل کنیم تا آن را در محیطی با اکسیژن کم نگه داریم و از تولید ایمن اطمینان حاصل کنیم. عملکرد بسیار بهبود یافته است.' این فناوری چشم انداز کاربردی بسیار خوبی در صنعت دارد.

محلول بازیافت با ترمولیز کوره دوار

کلسینرهای روتاری وسیله ای بسیار موثر و مقرون به صرفه برای فرآوری در دمای بالا محصولات و پودرهای دانه ای مختلف هستند. این واحد به طور ویژه برای فراهم کردن شرایط فرآیند کنترل شده و یکنواخت طراحی شده است.

مواد به یک سیلندر چرخشی وارد می‌شوند که از خارج با توجه به زمان مربوط به فرآیند در مقابل معیارهای دما گرم می‌شود. همانطور که سیلندر می چرخد، مواد به آرامی در حالی که از انتهای تغذیه سیلندر به انتهای تخلیه جریان می یابد، چرخانده می شود. این عمل قرار گرفتن یکنواخت محصول را در یک محیط تعریف شده ترویج می کند. فرآیندهای مختلف از گازهای واکنش در تماس مستقیم با محصول برای انتشار یک واکنش معین یا گازهای پوششی برای محافظت از محصول استفاده می کنند.

انتخاب مناسب مواد سیلندر کلسینر بسیار مهم است و با توجه به دمای فرآیند، سازگاری فرآیند و ملاحظات اندازه فیزیکی تعیین می شود.

کلسینرهای چرخشی Hywell Machinery با کنترل‌های دما، فشار و الکتریکی خودکار با کوره‌های دارای چندین مشعل گاز، روغن، یا دوگانه سوز، یا عناصر گرمایش الکتریکی که در مناطق چیده شده‌اند، ارائه می‌شوند. در اندازه های مختلف از قطر 50 تا 3000 میلی متر با طول های 5 تا بیش از 20 متر موجود است.