Piec obrotowy do recyklingu baterii litowych do pirolizy i kalcynacji czarnej masy

Wydajne rozwiązanie do obróbki cieplnej do recyklingu akumulatorów litowo-jonowych

Piec obrotowy do recyklingu akumulatorów litowych Hywell to system ciągłego przetwarzania termicznego, zaprojektowany specjalnie do recyklingu zużytych akumulatorów litowo-jonowych, złomu produkcyjnego akumulatorów, czarnej masy i materiałów katodowych. System wykorzystuje kontrolowane ogrzewanie i zarządzanie atmosferą w celu usunięcia organicznych spoiw, elektrolitów, tworzyw sztucznych i pozostałości węgla, zachowując jednocześnie cenne metale, takie jak lit, nikiel, kobalt, mangan, miedź i grafit.

Wraz ze wzrostem światowego zapotrzebowania na recykling baterii litowych, piece obrotowe stały się jedną z najbardziej niezawodnych technologii pirolizy czarnej masy, kalcynacji materiałów akumulatorowych i regeneracji materiału katod. W porównaniu z piecami wsadowymi piece obrotowe oferują ciągłą pracę, wyższą przepustowość, lepszą wydajność wymiany ciepła i bardziej stałą jakość produktu.

Niezależnie od tego, czy przetwarzane są NMC, LFP, NCA, czy złom poprodukcyjny akumulatorów, piec obrotowy Hywell zapewnia energooszczędne i wysoce zautomatyzowane rozwiązanie dla nowoczesnych zakładów recyklingu akumulatorów.

Jak działa piec obrotowy do recyklingu baterii

1. Uszczelniony system karmienia

Czarna masa, złom akumulatorowy lub materiały katodowe są podawane do pieca obrotowego poprzez szczelny system podawania. Taka konstrukcja minimalizuje emisję pyłu i utrzymuje integralność atmosfery procesowej.

2. Strefa podgrzewania

Materiał trafia do wstępnej sekcji nagrzewania, gdzie zaczyna odparowywać wilgoć i lotne związki.

3. Strefa pirolizy

W sekcji pirolizy związki organiczne rozkładają się w kontrolowanych temperaturach. Elektrolity, spoiwa, tworzywa sztuczne i zanieczyszczenia organiczne są usuwane termicznie.

Typowe temperatury pirolizy wahają się od 400°C do 700°C, w zależności od wymagań materiału i procesu.

4. Strefa kalcynacji

Strefa kalcynacji dalej przetwarza materiał w podwyższonych temperaturach, aby poprawić czystość materiału i aktywować cenne związki metali.

Typowe temperatury kalcynacji mieszczą się w zakresie od 600°C do 1100°C.

5. Chłodzenie i rozładowanie

Obrobiony materiał jest schładzany przed wyładowaniem, aby zapewnić bezpieczną obsługę i dalsze przetwarzanie.

Proces pracy pieca obrotowego do recyklingu baterii

Kompletny system pieca obrotowego do recyklingu akumulatorów składa się z urządzenia podającego, korpusu pieca, urządzenia rozładowującego, urządzenia grzewczego, jednostki sterującej itp. Urządzenie grzewcze podgrzewa otoczenie materiałów w piecu, stopniowo zwiększając temperaturę. Gdy temperatura zmierzona przez termoparę osiągnie wymaganą wartość, temperatura nie będzie już rosła, a materiał będzie mógł zostać rozładowany, gdy czas reakcji osiągnie określoną wartość. Cały proces jest bezpieczny i skuteczny.

1. System podawania jest zwykle wyposażony w podajnik ślimakowy lub Podajnik próżniowy do transportu ilościowego.

2. Piec grzewczy zazwyczaj obejmuje strefę podgrzewania wstępnego i strefę ogrzewania o wysokiej temperaturze. W strefie podgrzewania wstępnego i strefie ogrzewania wysokotemperaturowego znajduje się wiele stref temperaturowych, w których temperaturę każdej strefy temperaturowej można ustawić osobno, a temperaturę każdej strefy urządzenia

 jest wymagane przez proces.

3. W zależności od różnych właściwości materiału inżynierowie maszyn Hywell zaprojektują, czy korpus pieca obrotowego potrzebuje kąta zgodnie z właściwościami materiału. Ponieważ piec obrotowy naszej firmy ma korpus pieca poziomy i korpus pieca pochyły.

4. Sposób ogrzewania pieca obrotowego z materiałami akumulatorowymi jest wyposażony w ogrzewanie elektryczne lub grzejnik gazowy/olejowy. Jeśli w grzejniku maszyny zainstalowano grzejnik elektryczny, drut oporowy jest umieszczony na dole korpusu pieca, aby pośrednio podgrzewać materiał.

5. Chłodnica to zazwyczaj chłodnica bębnowa; materiał przechodzi przez wnętrze cylindra, a na zewnątrz jest spryskiwany wodą w celu pośredniego schłodzenia materiału w celu spełnienia wymagań dotyczących temperatury tłoczenia.

Co to jest piec obrotowy do recyklingu baterii litowych?

Piec obrotowy do recyklingu baterii litowych to wolnoobrotowy piec cylindryczny stosowany do termicznej obróbki odpadów akumulatorowych i materiałów czarnej masy. Podczas pracy materiał w sposób ciągły przemieszcza się przez różne strefy temperatur wewnątrz pieca, ogrzewając go w kontrolowanych warunkach atmosferycznych.

Piec obrotowy może pełnić wiele krytycznych funkcji w procesie recyklingu akumulatorów:

• Piroliza czarnej masy

• Usuwanie spoiwa

• Rozkład elektrolitu

• Usuwanie zanieczyszczeń organicznych

• Kalcynacja materiału katody

• Redukcja węgla

• Aktywacja materiału

• Regeneracja materiału katody

Usuwając zanieczyszczenia i przygotowując materiał do dalszej obróbki, piec obrotowy znacząco poprawia efektywność odzysku metali w systemach odzysku hydrometalurgicznego i metalurgicznego.

Recykling kalcynatora obrotowego do  baterii litowej

Film dotyczący termolizy w piecu do recyklingu baterii

Dlaczego obróbka termiczna jest ważna w recyklingu baterii

Baterie litowo-jonowe zawierają cenne metale, ale zawierają także materiały organiczne, które mogą negatywnie wpływać na procesy odzyskiwania metali.

Te niechciane materiały obejmują:

• Spoiwo PVDF

• Pozostałości elektrolitów

• Rozpuszczalniki organiczne

• Tworzywa sztuczne

• Materiały separacyjne

• Pozostałości związków węgla

Bez odpowiedniej obróbki termicznej zanieczyszczenia te mogą zmniejszyć wydajność ługowania, zanieczyścić roztwory procesowe i zwiększyć koszty operacyjne.

Piec obrotowy usuwa te składniki poprzez kontrolowaną pirolizę i kalcynację, tworząc czystszy i cenniejszy produkt czarnej masy.

Korzyści obejmują:

• Ulepszony odzysk litu

• Zwiększony odzysk niklu

• Zwiększony uzysk kobaltu

• Wyższa skuteczność ługowania

• Zmniejszone zużycie odczynników

• Poprawiona czystość produktu

• Mniejszy wpływ na środowisko

Proces pirolizy czarnej masy

Co to jest czarna msza?

Czarna masa to cenny proszek powstający po mechanicznym rozdrobnieniu i oddzieleniu akumulatorów litowo-jonowych. Zawiera mieszaninę materiałów katodowych i anodowych wraz z resztkowymi zanieczyszczeniami.

Typowy skład czarnej masy obejmuje:

• Związki litu

• Związki niklu

• Związki kobaltu

• Związki manganu

• Grafit

• Cząsteczki miedzi

• Cząsteczki aluminium

• Pozostałości spoiwa

Ponieważ czarna masa zawiera znaczne ilości cennych metali, stała się kluczowym surowcem w nowoczesnych operacjach recyklingu akumulatorów.

Dlaczego czarna masa wymaga pirolizy

Świeżo wyprodukowana czarna masa często zawiera:

• Spoiwo PVDF

• Rozpuszczalniki organiczne

• Pozostałości elektrolitów

• Zanieczyszczenia węglowe

Zanieczyszczenia te zakłócają dalszą ekstrakcję metalu.

Piec obrotowy do recyklingu akumulatorów usuwa te zanieczyszczenia i wytwarza czystszy materiał odpowiedni do obróbki hydrometalurgicznej.

Korzyści z pirolizy czarnej masy

• Obniżona zawartość substancji organicznych

• Poprawiona wydajność odzyskiwania metalu

• Lepsza wydajność wymywania

• Niższy poziom zanieczyszczeń

• Wyższa wartość końcowa produktu

• Poprawiona stabilność procesu

Zastosowania pieca obrotowego do recyklingu akumulatorów

Recykling akumulatorów NMC

Piec obrotowy jest szeroko stosowany do recyklingu materiałów katodowych NMC, w tym:

• NMC111

• NMC523

• NMC622

• NMC811

Obróbka termiczna poprawia odzysk metalu i usuwa pozostałości substancji organicznych.

Recykling akumulatorów LFP

Akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe (LFP) są coraz częściej stosowane w pojazdach elektrycznych i systemach magazynowania energii.

Piec obrotowy skutecznie usuwa spoiwa i zanieczyszczenia organiczne, zachowując jednocześnie cenne związki zawierające lit.

Recykling akumulatorów NCA

Materiały akumulatorów z aluminium niklowo-kobaltowego (NCA) wymagają kontrolowanej obróbki termicznej w celu maksymalizacji wydajności odzysku i utrzymania jakości materiału.

Recykling akumulatorów pojazdów elektrycznych

Akumulatory pojazdów elektrycznych zawierają duże ilości cennych metali. Technologia pieca obrotowego zapewnia wydajne rozwiązanie w zakresie przetwarzania złomu akumulatorów EV na skalę przemysłową.

Recykling złomu z produkcji akumulatorów

System może przetwarzać:

• Złom elektrody

• Odpady powłokowe

• Odpady z produkcji katod

• Odpady z produkcji anod

• Wadliwe ogniwa akumulatora

Regeneracja materiału katody

Piec obrotowy można również wykorzystać do procesów regeneracji materiału katodowego, pomagając producentom odzyskać i ponownie wykorzystać cenne materiały aktywne.

Zalety pieca obrotowego do recyklingu akumulatorów

W porównaniu z piecem obrotowym opalanym gazem i piecem obrotowym opalanym olejem, energia elektryczna wykorzystywana w elektrycznych piecach obrotowych jest najczystszym źródłem energii. Energię elektryczną można łatwo podłączyć do fabryki i dostarczyć do elektrycznego pieca obrotowego wraz z linią zasilającą.

Oczywiste są także zalety procesu produkcyjnego elektrycznego pieca obrotowego.

• Wysoka sprawność cieplna, brak dymu, popiołu i żużla, odprowadzające oczywiste ciepło.

• Łatwo jest automatycznie kontrolować warunki, dokładność kontroli temperatury pieca jest wysoka i nadaje się do wąskiego procesu temperatury przed wypalaniem.

• Dodatkowo w elektrycznym piecu obrotowym nie ma konieczności budowy stacji magazynowania i transportu paliwa, co upraszcza prace związane z pozyskiwaniem, transportem i zarządzaniem bezpieczeństwem paliwa. Podczas procesu produkcyjnego można uniknąć korozji korpusu pieca spowodowanej gazem SO2 i problemami związanymi z zanieczyszczeniem środowiska. Dlatego piec obrotowy z ogrzewaniem elektrycznym jest bardziej ekonomiczny niż piec obrotowy na paliwo gazowe i piec obrotowy na paliwo olejowe.

Kluczowe parametry techniczne

Przedmiot	Specyfikacja
Wydajność przetwarzania	100–5000 kg/h
Temperatura pracy	300–1200°C
Metoda ogrzewania	Gaz, prąd, olej opałowy
Opcje atmosfery	Powietrze, azot, gaz obojętny
Czas pobytu	20–240 minut
Średnica pieca	Dostosowane
Długość pieca	Dostosowane
Prędkość obrotowa	Sterowanie zmienną częstotliwością
Kąt nachylenia	1–5%
System sterowania	PLC + ekran dotykowy
Materiał konstrukcyjny	Stal węglowa / stal nierdzewna / stop specjalny
Znak: Specyfikacje techniczne można dostosować do wymagań procesu.

Parametr kalcynatora obrotowego do recyklingu baterii

Model	Temperatura pracy (C)	Średnica rury pieca (mm)	Prędkość obrotowa (RPM)	Długość rury pieca (m)	Metoda ogrzewania	Moc silnika napędowego (Kw)
HZG-50	400-1100	500	3-6	5-20	Elektryczne / Gazowe / Olejowe	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

Ochrona środowiska i bezpieczeństwo

Procesy recyklingu baterii wymagają ścisłej kontroli środowiskowej.

Systemy pieców obrotowych Hywell mogą być wyposażone w:

• Systemy odpylania

• Utleniacze termiczne

• Dopalacze

• Płuczki gazów kwaśnych

• Systemy oczyszczania LZO

• Systemy odzysku ciepła odpadowego

Rozwiązania te pomagają klientom przestrzegać przepisów dotyczących ochrony środowiska, jednocześnie poprawiając ogólną wydajność instalacji.

Dlaczego warto wybrać firmę Hywell jako dostawcę sprzętu do recyklingu akumulatorów?

Hywell Machinery ma szerokie doświadczenie w projektowaniu i produkcji przemysłowych urządzeń do suszenia, kalcynacji, granulacji i obróbki termicznej.

Nasze zalety

• Ponad 20 lat doświadczenia w produkcji

• Indywidualnie zaprojektowane rozwiązania w zakresie recyklingu akumulatorów

• Sprzęt zgodny z CE

• Zaawansowane systemy automatyki

• Wsparcie instalacyjne na całym świecie

• Możliwość realizacji projektów pod klucz

• Profesjonalna obsługa posprzedażowa

• Pomoc w optymalizacji procesów

Nasz zespół inżynierów ściśle współpracuje z klientami w celu opracowania wydajnych i niezawodnych systemów recyklingu akumulatorów dostosowanych do konkretnych materiałów i wymagań produkcyjnych.

Często zadawane pytania

Jaka temperatura jest wymagana do pirolizy czarnej masy?

Typowe temperatury pirolizy czarnej masy mieszczą się w zakresie od 400°C do 700°C, w zależności od składu chemicznego akumulatora i pożądanego poziomu obróbki.

Jaka jest różnica między pirolizą a kalcynacją?

Piroliza usuwa przede wszystkim materiały organiczne, podczas gdy kalcynacja modyfikuje właściwości fizyczne i chemiczne materiałów nieorganicznych poprzez obróbkę w wysokiej temperaturze.

Czy piec obrotowy może pracować w atmosferze azotu?

Tak. Praca w atmosferze azotu jest powszechnie stosowana w celu zapobiegania utlenianiu i poprawy kontroli procesu.

Jakie materiały akumulatorowe można przetwarzać?

System może przetwarzać NMC, LFP, NCA, złom poprodukcyjny akumulatorów, czarną masę, materiały katodowe i anodowe.

Jakie zakresy wydajności są dostępne?

Piece obrotowe Hywell są dostępne od jednostek laboratoryjnych i pilotażowych po systemy przemysłowe przekraczające 5000 kg/h.

Czy piec może usunąć spoiwo PVDF?

Tak. Jednym z głównych zastosowań pieców obrotowych do recyklingu akumulatorów jest termiczne usuwanie spoiwa PVDF i innych zanieczyszczeń organicznych.

Czy możliwa jest praca ciągła?

Tak. Piece obrotowe są specjalnie zaprojektowane do ciągłej produkcji przemysłowej.

Czy system można dostosować?

Absolutnie. Wymiary pieca, metody ogrzewania, systemy kontroli atmosfery i poziomy automatyzacji można dostosować do wymagań projektu.

W jakich branżach stosuje się piece obrotowe do recyklingu akumulatorów?

Branże obejmują zakłady recyklingu akumulatorów, producentów materiałów katodowych, zakłady produkujące akumulatory, firmy zajmujące się odzyskiem metali i producentów materiałów zaawansowanych.

Jak wybrać właściwy rozmiar pieca obrotowego?

Rozmiar pieca zależy od właściwości materiału, wymaganej wydajności, czasu przebywania, temperatury roboczej i celów procesu. Inżynierowie firmy Hywell mogą zapewnić dostosowane do potrzeb rozmiary i zalecenia dotyczące procesu.

Piec obrotowy do recyklingu akumulatorów do recyklingu metali szlachetnych

Wysokotemperaturowa bateria litowa do recyklingu metali szlachetnych z pieca obrotowego 600 stopni do pirolizy w wysokiej temperaturze. Technologia odzyskiwania pirolizy akumulatorów litowych polega głównie na wydobywaniu metali szlachetnych z wycofanych z eksploatacji akumulatorów litowych w celu recyklingu, a firma Hywell Machinery zapewnia głównie proces i technologię pieca obrotowego z pirolizą rdzeniową.

Zużyta bateria litowa trafia do pieca. Po wysokiej temperaturze wynoszącej 600 stopni łatwo pękające elementy baterii litowej ulegają rozbiciu, a pozostałe metale szlachetne są poddawane recyklingowi w celu ponownego użycia.

Przyjmuje się, że roczna likwidacja baterii litowych w Chinach może osiągnąć około 500 000 ton. Piec obrotowy firmy Hywell Machinery może przetwarzać 1-2 tony na godzinę, a maksymalna roczna zdolność przerobowa wynosi około 15 000 ton. Do przetworzenia 500 000 ton zużytych baterii litowych potrzebne są dziesiątki takich linii produkcyjnych. Nie należy lekceważyć skali rynku. W ostatnich latach różne krajowe ministerstwa i komisje również stopniowo standaryzowały i ulepszały rynek recyklingu zużytych baterii litowych od płytszych do głębszych, od słabych do mocnych na poziomie polityki. Widząc tę ​​szansę biznesową, firma Hywell Machinery od 2014 roku rozwija branże związane z bateriami litowymi i zasadniczo otworzyła wszystkie powiązania techniczne, od produkcji baterii litowych po recykling.

Ten piec obrotowy może osiągnąć „kalcynację atmosferyczną”, to znaczy może kontrolować zawartość tlenu w piecu. „Gazy powstające po pirolizie wysokotemperaturowej to głównie gazy łatwopalne i wybuchowe, które stwarzają ryzyko eksplozji”. Możemy kontrolować zawartość tlenu w piecu, aby utrzymać go w środowisku o niskiej zawartości tlenu i zapewnić bezpieczną produkcję. Wydajność uległa znacznej poprawie.” Technologia ta ma bardzo dobre perspektywy zastosowania w przemyśle.

Rozwiązanie do recyklingu z termolizą w piecu obrotowym

Kalcynatory obrotowe są wysoce skutecznym i ekonomicznym sposobem przetwarzania w wysokiej temperaturze różnych produktów ziarnistych i proszków. Urządzenie zostało specjalnie zaprojektowane, aby zapewnić kontrolowane i jednolite warunki procesu.

Materiał jest podawany do obrotowego cylindra, który jest ogrzewany zewnętrznie zgodnie z kryteriami czasu i temperatury związanymi z procesem. Gdy cylinder się obraca, materiał jest delikatnie przewracany podczas przepływu od strony zasilającej cylindra do końca wylotowego. Akcja promuje równomierną ekspozycję produktu na określone środowisko. W różnych procesach wykorzystuje się gazy reakcyjne znajdujące się w bezpośrednim kontakcie z produktem w celu propagacji danej reakcji lub gazy osłonowe w celu ochrony produktu.

Właściwy dobór materiału cylindra kalcynującego ma kluczowe znaczenie i zależy od temperatury procesu, zgodności procesu i względów związanych z wielkością fizyczną.

Kalcynatory obrotowe Hywell Machinery są wyposażone w automatyczne sterowanie temperaturą, ciśnieniem i elektrycznością, a piece wyposażone są w wiele palników gazowych, olejowych lub dwupaliwowych albo elektryczne elementy grzejne rozmieszczone w strefach. Dostępne w rozmiarach od średnicy 50-3000 mm i długościach od 5 do ponad 20 m.