Roterende oven voor recycling van lithiumbatterijen voor pyrolyse en calcinatie van zwarte massa

Efficiënte thermische verwerkingsoplossing voor recycling van lithium-ionbatterijen

De Hywell Lithium Battery Recycling Rotary Kiln is een continu thermisch verwerkingssysteem dat speciaal is ontworpen voor de recycling van gebruikte lithium-ionbatterijen, batterijproductieschroot, zwarte massa en kathodematerialen. Het systeem maakt gebruik van gecontroleerde verwarming en atmosfeerbeheer om organische bindmiddelen, elektrolyten, kunststoffen en resterende koolstof te verwijderen, terwijl waardevolle metalen zoals lithium, nikkel, kobalt, mangaan, koper en grafiet behouden blijven.

Terwijl de wereldwijde vraag naar recycling van lithiumbatterijen blijft groeien, zijn draaiovens een van de meest betrouwbare technologieën geworden voor pyrolyse van zwarte massa, calcinering van batterijmateriaal en regeneratie van kathodemateriaal. Vergeleken met batchovens bieden roterende ovens een continue werking, een hogere doorvoer, een betere efficiëntie van de warmteoverdracht en een consistentere productkwaliteit.

Of het nu gaat om de verwerking van NMC, LFP, NCA of batterijproductieschroot, de roterende oven van Hywell biedt een energiezuinige en sterk geautomatiseerde oplossing voor moderne batterijrecyclingfabrieken.

Hoe de roterende oven voor batterijrecycling werkt

1. Verzegeld voersysteem

Zwarte massa, batterijschroot of kathodematerialen worden via een afgesloten toevoersysteem in de draaitrommeloven gevoerd. Dit ontwerp minimaliseert de stofemissies en handhaaft de integriteit van de procesatmosfeer.

2. Voorverwarmingszone

Het materiaal komt in het eerste verwarmingsgedeelte terecht, waar vocht en vluchtige stoffen beginnen te verdampen.

3. Pyrolysezone

In de pyrolysesectie ontleden organische verbindingen onder gecontroleerde temperaturen. Elektrolyten, bindmiddelen, kunststoffen en organische verontreinigingen worden thermisch verwijderd.

Typische pyrolysetemperaturen variëren van 400°C tot 700°C, afhankelijk van het materiaal en de procesvereisten.

4. Calcinatiezone

De calcineringszone verwerkt het materiaal verder bij verhoogde temperaturen om de materiaalzuiverheid te verbeteren en waardevolle metaalverbindingen te activeren.

Typische calcineringstemperaturen variëren van 600°C tot 1100°C.

5. Koeling en afvoer

Het behandelde materiaal wordt gekoeld voordat het wordt afgevoerd om een ​​veilige hantering en verdere verwerking te garanderen.

Werkproces van batterijrecycling roterende oven

Het complete systeem voor het recyclen van roterende ovens bestaat uit een toevoerapparaat, ovenlichaam, ontladingsapparaat, verwarmingsapparaat, regeleenheid, enz. Het verwarmingsapparaat verwarmt de omgeving van de materialen in de oven om de temperatuur geleidelijk te verhogen. Wanneer de door het thermokoppel gemeten temperatuur de vereiste bereikt, zal de temperatuur niet blijven stijgen en kan het materiaal worden afgevoerd nadat de reactietijd de opgegeven waarde heeft bereikt. Het hele proces is veilig en efficiënt.

1. Het voersysteem is meestal uitgerust met een voerschroef of vacuümfeeder voor kwantitatief transport.

2. De verwarmingsoven omvat doorgaans een voorverwarmingszone en een verwarmingszone met hoge temperatuur. Er zijn meerdere temperatuurzones in de voorverwarmingszone en de verwarmingszone met hoge temperatuur, waarbij de temperatuur van elke temperatuurzone afzonderlijk kan worden ingesteld, en de temperatuur van elke zone van de apparatuur

 is vereist door het proces.

3. Afhankelijk van de verschillende materiaaleigenschappen zullen de ingenieurs van Hywell Machines ontwerpen of het roterende ovenlichaam een ​​hoek nodig heeft op basis van de materiaaleigenschappen. Omdat de draaitrommeloven van ons bedrijf een horizontaal ovenlichaam en een hellend ovenlichaam heeft.

4. De verwarmingswijze van de roterende oven voor batterijmaterialen heeft elektrische verwarming of een gas-/olieverwarmer. Als de machineverwarmer een elektrische verwarmer installeert, wordt de weerstandsdraad aan de onderkant van het ovenlichaam aangebracht om het materiaal indirect te verwarmen.

5. De koeler is doorgaans een vatenkoeler; het materiaal gaat door de binnenkant van de cilinder en de buitenkant wordt besproeid met water om het materiaal indirect te koelen om aan de vereisten voor de afvoertemperatuur te voldoen.

Wat is een roterende oven voor recycling van lithiumbatterijen?

Een roterende recyclingoven voor lithiumbatterijen is een langzaam roterende cilindrische oven die wordt gebruikt voor de thermische behandeling van batterijafval en zwarte massamaterialen. Tijdens bedrijf beweegt het materiaal voortdurend door verschillende temperatuurzones in de oven, terwijl het wordt verwarmd onder gecontroleerde atmosferische omstandigheden.

De draaitrommeloven kan meerdere kritische functies vervullen binnen een batterijrecyclingproces:

• Pyrolyse van de zwarte massa

• Verwijdering van bindmiddel

• Ontleding van elektrolyten

• Verwijdering van organische verontreinigingen

• Calcineren van kathodemateriaal

• Koolstofreductie

• Materiaal activatie

• Regeneratie van kathodemateriaal

Door onzuiverheden te verwijderen en het materiaal voor te bereiden voor verdere verwerking, verbetert de draaitrommeloven de metaalterugwinningsefficiëntie in hydrometallurgische en metallurgische terugwinningssystemen aanzienlijk.

Recycling van roterende calciner voor  lithiumbatterij

Video over thermolyse van batterijenrecyclingovens

Waarom thermische behandeling belangrijk is bij het recyclen van batterijen

Lithium-ionbatterijen bevatten waardevolle metalen, maar ook organische materialen die de terugwinningsprocessen van metalen negatief kunnen beïnvloeden.

Deze ongewenste materialen omvatten:

• PVDF-bindmiddel

• Elektrolytresten

• Organische oplosmiddelen

• Kunststoffen

• Scheidingsmaterialen

• Resterende koolstofverbindingen

Zonder de juiste thermische behandeling kunnen deze onzuiverheden de uitlogingsefficiëntie verminderen, procesoplossingen verontreinigen en de bedrijfskosten verhogen.

De draaitrommeloven verwijdert deze componenten door gecontroleerde pyrolyse en calcinatie, waardoor een schoner en waardevoller zwart massaproduct ontstaat.

Voordelen zijn onder meer:

• Verbeterd lithiumherstel

• Verhoogde nikkelterugwinning

• Verhoogde kobaltterugwinning

• Hogere uitloogefficiëntie

• Verminderd reagensverbruik

• Verbeterde productzuiverheid

• Lagere impact op het milieu

Zwart massa-pyrolyseproces

Wat is zwarte massa?

Zwarte massa is het waardevolle poeder dat ontstaat na het mechanisch vermalen en scheiden van lithium-ionbatterijen. Het bevat een mengsel van kathode- en anodematerialen samen met resterende verontreinigingen.

Een typische samenstelling van de zwarte massa omvat:

• Lithiumverbindingen

• Nikkelverbindingen

• Kobaltverbindingen

• Mangaanverbindingen

• Grafiet

• Koperdeeltjes

• Aluminium deeltjes

• Binderresten

Omdat zwarte massa aanzienlijke hoeveelheden waardevolle metalen bevat, is het een belangrijke grondstof geworden bij moderne recyclingactiviteiten voor batterijen.

Waarom zwarte massa pyrolyse vereist

Vers geproduceerde zwarte massa bevat vaak:

• PVDF-bindmiddel

• Organische oplosmiddelen

• Elektrolytresten

• Koolstofverontreinigingen

Deze onzuiverheden verstoren de stroomafwaartse metaalextractie.

De batterijrecycling-draaioven verwijdert deze verontreinigingen en produceert een schoner materiaal dat geschikt is voor hydrometallurgische verwerking.

Voordelen van Black Mass Pyrolyse

• Verminderd organisch gehalte

• Verbeterde efficiëntie van metaalterugwinning

• Betere uitloogprestaties

• Lagere onzuiverheidsniveaus

• Hogere eindproductwaarde

• Verbeterde processtabiliteit

Toepassingen van de roterende oven voor batterijrecycling

NMC-batterijrecycling

De roterende oven wordt veel gebruikt voor het recyclen van NMC-kathodematerialen, waaronder:

• NMC111

• NMC523

• NMC622

• NMC811

Thermische behandeling verbetert de metaalterugwinning en verwijdert resterende organische stoffen.

LFP-batterijrecycling

Lithium-ijzerfosfaat (LFP)-batterijen worden steeds vaker gebruikt in elektrische voertuigen en energieopslagsystemen.

De draaitrommeloven verwijdert op efficiënte wijze bindmiddelen en organische verontreinigingen, terwijl waardevolle lithiumhoudende verbindingen behouden blijven.

NCA-batterijrecycling

Nikkel-kobalt-aluminium (NCA)-batterijmaterialen vereisen een gecontroleerde thermische verwerking om de terugwinningsefficiëntie te maximaliseren en de materiaalkwaliteit te behouden.

Recycling van EV-batterijen

Accu's voor elektrische voertuigen bevatten grote hoeveelheden waardevolle metalen. Rotatieoventechnologie biedt een efficiënte oplossing voor de verwerking van EV-batterijschroot op industriële schaal.

Recycling van schroot bij de productie van batterijen

Het systeem kan verwerken:

• Elektrodeschroot

• Coatingafval

• Kathodeproductieafval

• Productieafval van de anode

• Defecte batterijcellen

Regeneratie van kathodemateriaal

De roterende oven kan ook worden gebruikt voor regeneratieprocessen voor kathodemateriaal, waardoor fabrikanten waardevolle actieve materialen kunnen terugwinnen en hergebruiken.

Voordelen van een roterende oven voor batterijrecycling

Vergeleken met gasgestookte draaitrommelovens en oliegestookte draaitrommelovens is de elektrische energie die wordt gebruikt door elektrische draaitrommelovens de schoonste energiebron. Elektrische energie kan eenvoudig op de fabriek worden aangesloten en samen met de voedingskabel aan de elektrisch verwarmde draaitrommeloven worden geleverd.

Ook de voordelen in het productieproces van de elektrische draaitrommeloven liggen voor de hand.

• Hoge thermische efficiëntie, geen rook, geen as en slakken om zichtbare hitte af te voeren.

• Het is gemakkelijk om de omstandigheden automatisch te regelen, de nauwkeurigheid van de oventemperatuurregeling is hoog en deze is geschikt voor het smalle temperatuurproces vóór het bakken.

• Bovendien hoeft de elektrische draaitrommeloven geen brandstofopslag- en transportstation te bouwen, wat het werk van de brandstofinkoop, het transport en het veiligheidsbeheer vereenvoudigt. Tijdens het productieproces kan corrosie van het ovenlichaam als gevolg van SO2-gas en milieuvervuiling worden vermeden. Daarom is de roterende oven met elektrische verwarming economischer dan de roterende oven op gas en de roterende oven op oliebrandstof.

Belangrijkste technische parameters

Item	Specificatie
Verwerkingscapaciteit	100–5000 kg/u
Bedrijfstemperatuur	300–1200°C
Verwarmingsmethode	Gas, Elektrisch, Stookolie
Sfeer opties	Lucht, stikstof, inert gas
Verblijfstijd	20–240 minuten
Ovendiameter	Aangepast
Oven lengte	Aangepast
Rotatiesnelheid	Variabele frequentieregeling
Hellingshoek	1–5%
Controlesysteem	PLC + touchscreen
Bouwmateriaal	Koolstofstaal / roestvrij staal / speciale legering
Mark: Technische specificaties kunnen worden aangepast aan de procesvereisten.

Parameter van roterende calciner voor batterijrecycling

Model	Bedrijfstemperatuur (C)	Diameter ovenbuis (mm)	Roterende snelheid (RPM)	Ovenbuis Lengte (m)	Verwarmingsmethode	Aandrijfmotorvermogen (Kw)
HZG-50	400-1100	500	3-6	5-20	Elektrisch / Gas / Olie	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

Milieubescherming en veiligheid

Recyclingprocessen voor batterijen vereisen strikte milieucontroles.

Hywell-draaiovensystemen kunnen worden uitgerust met:

• Stofopvangsystemen

• Thermische oxidatiemiddelen

• Naverbranders

• Zure gaswassers

• VOC-behandelingssystemen

• Systemen voor het terugwinnen van afvalwarmte

Deze oplossingen helpen klanten te voldoen aan de milieuregelgeving en verbeteren tegelijkertijd de algehele efficiëntie van de fabriek.

Waarom kiezen voor Hywell voor batterijrecyclingapparatuur?

Hywell Machinery heeft uitgebreide ervaring in het ontwerp en de productie van industriële droog-, calcinerings-, granulatie- en thermische verwerkingsapparatuur.

Onze voordelen

• Meer dan 20 jaar productie-ervaring

• Op maat gemaakte oplossingen voor batterijrecycling

• CE-conforme apparatuur

• Geavanceerde automatiseringssystemen

• Wereldwijde installatieondersteuning

• Turn-key projectmogelijkheden

• Professionele after-sales service

• Hulp bij procesoptimalisatie

Ons engineeringteam werkt nauw samen met klanten om efficiënte en betrouwbare batterijrecyclingsystemen te ontwikkelen die zijn afgestemd op specifieke materialen en productievereisten.

Veelgestelde vragen

Welke temperatuur is vereist voor pyrolyse van zwarte massa?

Typische pyrolysetemperaturen voor zwarte massa variëren van 400°C tot 700°C, afhankelijk van de batterijchemie en het gewenste behandelingsniveau.

Wat is het verschil tussen pyrolyse en calcineren?

Pyrolyse verwijdert voornamelijk organische materialen, terwijl calcineren de fysische en chemische eigenschappen van anorganische materialen wijzigt door middel van behandeling bij hoge temperaturen.

Kan de draaitrommeloven onder een stikstofatmosfeer werken?

Ja. Stikstofatmosfeer wordt vaak gebruikt om oxidatie te voorkomen en de procescontrole te verbeteren.

Welke batterijmaterialen kunnen worden verwerkt?

Het systeem kan NMC, LFP, NCA, batterijproductieschroot, zwarte massa, kathodematerialen en anodematerialen verwerken.

Welke capaciteitsbereiken zijn beschikbaar?

Hywell-draaiovens zijn verkrijgbaar van laboratorium- en pilot-schaaleenheden tot industriële systemen van meer dan 5.000 kg/u.

Kan de oven PVDF-bindmiddel verwijderen?

Ja. Een van de belangrijkste toepassingen van roterende ovens voor batterijrecycling is de thermische verwijdering van PVDF-bindmiddel en andere organische verontreinigingen.

Is continubedrijf mogelijk?

Ja. Draaitrommelovens zijn speciaal ontworpen voor continue industriële productie.

Kan het systeem op maat gemaakt worden?

Absoluut. Ovenafmetingen, verwarmingsmethoden, atmosfeercontrolesystemen en automatiseringsniveaus kunnen allemaal worden aangepast aan de projectvereisten.

Welke industrieën gebruiken draaitrommelovens voor batterijrecycling?

Tot de industrieën behoren batterijrecyclingfabrieken, fabrikanten van kathodemateriaal, batterijproductiefaciliteiten, metaalterugwinningsbedrijven en producenten van geavanceerde materialen.

Hoe kan ik de juiste maat draaioven selecteren?

De ovengrootte hangt af van de materiaaleigenschappen, de vereiste doorvoer, de verblijftijd, de bedrijfstemperatuur en de procesdoelstellingen. Hywell-ingenieurs kunnen maat- en procesaanbevelingen op maat geven.

Batterijrecycling-roterende oven voor het recyclen van edele metalen

600 graden recycling-roterende oven Hoge temperatuur pyrolyse-lithiumbatterij voor het recyclen van edele metalen. De pyrolyse-terugwinningstechnologie voor lithiumbatterijen is voornamelijk bedoeld om edelmetalen te extraheren uit buiten gebruik gestelde lithiumbatterijen voor recycling, en Hywell Machinery levert voornamelijk het kernproces en de technologie voor de pyrolyse-draaioven.

De afvallithiumbatterij gaat de oven in. Na een hoge temperatuur van 600 graden worden de gemakkelijk te kraken componenten in de lithiumbatterij afgebroken en worden de resterende edelmetalen gerecycled voor hergebruik.

Er wordt aangenomen dat de jaarlijkse ontmanteling van lithiumbatterijen in China ongeveer 500.000 ton kan bedragen. De draaitrommeloven van Hywell Machinery kan 1-2 ton per uur verwerken en de jaarlijkse maximale verwerkingscapaciteit bedraagt ​​ongeveer 15.000 ton. Om de 500.000 ton afvallithiumbatterijen te verwerken zijn tientallen van dit soort productielijnen nodig. De marktomvang mag niet worden onderschat. De afgelopen jaren hebben verschillende nationale ministeries en commissies ook de recyclingmarkt voor afgedankte lithiumbatterijen geleidelijk gestandaardiseerd en verbeterd, van ondieper naar dieper, van zwak naar sterk op beleidsniveau. Door deze zakelijke mogelijkheid te zien, cultiveert Hywell Machinery sinds 2014 de lithiumbatterij-gerelateerde industrieën en heeft het feitelijk alle technische verbindingen geopend, van de productie van lithiumbatterijen tot recycling.

Deze draaitrommeloven kan 'atmosfeercalcineren' bereiken, dat wil zeggen dat hij het zuurstofgehalte in de oven kan regelen. 'De gassen na pyrolyse bij hoge temperaturen zijn meestal brandbare en explosieve gassen, die explosiegevaar met zich meebrengen.' We kunnen het zuurstofgehalte in de oven controleren om deze in een zuurstofarme omgeving te houden en een veilige productie te garanderen. De prestaties zijn aanzienlijk verbeterd.' Deze technologie heeft een zeer goed toepassingsperspectief in de industrie.

Recyclingoplossing met thermolyse van een roterende oven

Rotatiecalciners zijn een zeer effectief en kostenefficiënt middel voor verwerking op hoge temperatuur van verschillende korrelvormige producten en poeders. De unit is speciaal ontworpen om gecontroleerde en uniforme procesomstandigheden te bieden.

Materiaal wordt in een roterende cilinder gevoerd die extern wordt verwarmd volgens procesgerelateerde tijd- versus temperatuurcriteria. Terwijl de cilinder draait, wordt het materiaal zachtjes rondgedraaid terwijl het van het invoeruiteinde van de cilinder naar het afvoeruiteinde stroomt. De actie bevordert een uniforme blootstelling van het product aan een gedefinieerde omgeving. Bij verschillende processen wordt gebruik gemaakt van reactiegassen die in direct contact staan ​​met het product om een ​​bepaalde reactie te bevorderen of om gassen af ​​te dekken om het product te beschermen.

De juiste keuze van het materiaal van de calcinercilinder is van cruciaal belang en wordt bepaald door de procestemperatuur, procescompatibiliteit en fysieke afmetingen.

De roterende calciners van Hywell Machinery zijn voorzien van automatische temperatuur-, druk- en elektrische regelingen met ovens met meerdere gas-, olie- of dubbele brandstofbranders, of elektrische verwarmingselementen die in zones zijn gerangschikt. Verkrijgbaar in maten variërend van 50-3000 mm diameter met lengtes van 5 tot meer dan 20 meter.