Rotacijska peč za recikliranje litijeve baterije za pirolizo in kalcinacijo črne mase

Učinkovita rešitev za termično obdelavo za recikliranje litij-ionskih baterij

Hywellova rotacijska peč za recikliranje litijevih baterij je sistem za neprekinjeno toplotno obdelavo, posebej zasnovan za recikliranje izrabljenih litij-ionskih baterij, ostankov pri proizvodnji baterij, črne mase in katodnih materialov. Sistem uporablja nadzorovano ogrevanje in upravljanje atmosfere za odstranjevanje organskih veziv, elektrolitov, plastike in ostankov ogljika, hkrati pa ohranja dragocene kovine, kot so litij, nikelj, kobalt, mangan, baker in grafit.

Ker globalno povpraševanje po recikliranju litijevih baterij še naprej narašča, so rotacijske peči postale ena najbolj zanesljivih tehnologij za pirolizo črne mase, kalcinacijo baterijskega materiala in regeneracijo katodnega materiala. V primerjavi s šaržnimi pečmi ponujajo rotacijske peči neprekinjeno delovanje, večji pretok, boljši izkoristek prenosa toplote in doslednejšo kakovost izdelkov.

Ne glede na to, ali obdeluje NMC, LFP, NCA ali ostanke iz proizvodnje baterij, Hywellova rotacijska peč zagotavlja energetsko učinkovito in visoko avtomatizirano rešitev za sodobne obrate za recikliranje baterij.

Kako deluje rotacijska peč za recikliranje baterij

1. Zaprt sistem hranjenja

Črna masa, ostanki baterij ali katodni materiali se dovajajo v rotacijsko peč skozi zaprt sistem za dovajanje. Ta zasnova zmanjšuje emisije prahu in ohranja celovitost procesne atmosfere.

2. Območje predgretja

Material vstopi v začetni segrevalni del, kjer začnejo vlaga in hlapne spojine izhlapevati.

3. Območje pirolize

V piroliznem delu pride do razgradnje organskih spojin pod nadzorovanimi temperaturami. Elektroliti, veziva, plastika in organski onesnaževalci so termično odstranjeni.

Tipične temperature pirolize se gibljejo od 400 °C do 700 °C, odvisno od materiala in zahtev postopka.

4. Območje žganja

Območje žganja nadalje obdeluje material pri povišanih temperaturah za izboljšanje čistosti materiala in aktiviranje dragocenih kovinskih spojin.

Običajne temperature kalcinacije segajo od 600 °C do 1100 °C.

5. Hlajenje in praznjenje

Obdelan material se pred izpustom ohladi, da se zagotovi varno rokovanje in nadaljnja obdelava.

Delovni proces rotacijske peči za recikliranje baterij

Celoten sistem rotacijske peči za recikliranje baterij je sestavljen iz naprave za dovajanje, telesa peči, naprave za praznjenje, grelne naprave, krmilne enote itd. Grelna naprava segreva okolico materialov v peči, da postopoma zviša temperaturo. Ko temperatura, izmerjena s termočlenom, doseže zahtevano vrednost, temperatura ne bo več naraščala in material se lahko izprazni, ko reakcijski čas doseže določeno vrednost. Celoten postopek je varen in učinkovit.

1. Napajalni sistem je običajno opremljen s polžnim podajalnikom oz vakuumski podajalnik za kvantitativno transportiranje.

2. Grelna peč na splošno vključuje območje predgretja in visokotemperaturno ogrevalno območje. Obstaja več temperaturnih območij v območju predgretja in visokotemperaturnem ogrevalnem območju, kjer je mogoče nastaviti temperaturo vsakega temperaturnega območja posebej in temperaturo vsakega območja opreme

 zahteva postopek.

3. Glede na različne značilnosti materiala bodo inženirji Hywell Machinery načrtovali, ali telo rotacijske peči potrebuje kot glede na lastnosti materiala. Ker ima rotacijska peč našega podjetja vodoravno telo peči in nagnjeno telo peči.

4. Način ogrevanja rotacijske peči z baterijskimi materiali ima električno ogrevanje ali grelnik na plin/olje. Če grelnik stroja namesti električni grelec, je uporovna žica nameščena na dnu telesa peči za posredno segrevanje materiala.

5. Hladilnik je običajno bobnasti hladilnik; material prehaja skozi notranjost jeklenke, zunanjost pa je poškropljena z vodo, da posredno ohladi material, da izpolni zahteve glede temperature izpusta.

Kaj je rotacijska peč za recikliranje litijevih baterij?

Rotacijska peč za recikliranje litijevih baterij je počasi vrteča se cilindrična peč, ki se uporablja za toplotno obdelavo odpadnih baterij in materialov črne mase. Med delovanjem se material nenehno premika skozi različna temperaturna območja znotraj peči, medtem ko se segreva pod nadzorovanimi atmosferskimi pogoji.

Rotacijska peč lahko opravlja več kritičnih funkcij v procesu recikliranja baterij:

• Piroliza črne mase

• Odstranjevanje veziva

• Razgradnja elektrolita

• Odstranjevanje organskih onesnaževalcev

• Kalcinacija katodnega materiala

• Zmanjšanje emisij ogljika

• Materialna aktivacija

• Regeneracija katodnega materiala

Z odstranjevanjem nečistoč in pripravo materiala za nadaljnjo obdelavo rotacijska peč bistveno izboljša učinkovitost pridobivanja kovin v hidrometalurških in metalurških sistemih za pridobivanje.

Recikliranje rotacijske peči za  litijevo baterijo

Video o termolizi peči za recikliranje baterij

Zakaj je termična obdelava pomembna pri recikliranju baterij

Litij-ionske baterije vsebujejo dragocene kovine, vključujejo pa tudi organske materiale, ki lahko negativno vplivajo na procese pridobivanja kovin.

Ti nezaželeni materiali vključujejo:

• PVDF vezivo

• Ostanki elektrolitov

• Organska topila

• Umetne mase

• Ločevalni materiali

• Preostale ogljikove spojine

Brez ustrezne termične obdelave lahko te nečistoče zmanjšajo učinkovitost izpiranja, onesnažijo procesne raztopine in povečajo obratovalne stroške.

Rotacijska peč odstrani te komponente z nadzorovano pirolizo in kalcinacijo, kar ustvari čistejši in dragocenejši proizvod črne mase.

Prednosti vključujejo:

• Izboljšano pridobivanje litija

• Povečano pridobivanje niklja

• Povečano pridobivanje kobalta

• Večja učinkovitost luženja

• Zmanjšana poraba reagenta

• Izboljšana čistost izdelka

• Nižji vpliv na okolje

Postopek pirolize črne mase

Kaj je črna maša?

Črna masa je dragocen prah, ki nastane po mehanskem drobljenju in ločevanju litij-ionskih baterij. Vsebuje mešanico katodnih in anodnih materialov skupaj z ostanki onesnaževal.

Tipična sestava črne mase vključuje:

• Litijeve spojine

• Nikljeve spojine

• Kobaltove spojine

• Manganove spojine

• Grafit

• Bakreni delci

• Delci aluminija

• Ostanki veziva

Ker črna masa vsebuje znatne količine dragocenih kovin, je postala ključna surovina v sodobnih postopkih recikliranja baterij.

Zakaj črna maša potrebuje pirolizo

Sveže pridelana črna masa pogosto vsebuje:

• PVDF vezivo

• Organska topila

• Ostanki elektrolitov

• Onesnaževalci ogljika

Te nečistoče ovirajo pridobivanje kovin na koncu toka.

Baterijska rotacijska peč za recikliranje odstrani te onesnaževalce in proizvede čistejši material, primeren za hidrometalurško obdelavo.

Prednosti pirolize črne maše

• Zmanjšana vsebnost organskih snovi

• Izboljšana učinkovitost predelave kovin

• Boljša učinkovitost izpiranja

• Nižje ravni nečistoč

• Višja končna vrednost izdelka

• Izboljšana stabilnost procesa

Uporaba rotacijske peči za recikliranje baterij

Recikliranje baterij NMC

Rotacijska peč se pogosto uporablja za recikliranje NMC katodnih materialov, vključno z:

• NMC111

• NMC523

• NMC622

• NMC811

Termična obdelava izboljša predelavo kovin in odstrani ostanke organskih snovi.

Recikliranje LFP baterij

Litij-železov fosfat (LFP) baterije se vedno bolj uporabljajo v električnih vozilih in sistemih za shranjevanje energije.

Rotacijska peč učinkovito odstranjuje veziva in organske onesnaževalce, hkrati pa ohranja dragocene spojine, ki vsebujejo litij.

Recikliranje baterij NCA

Nikelj-kobalt-aluminij (NCA) baterijski materiali zahtevajo nadzorovano toplotno obdelavo za povečanje učinkovitosti obnavljanja in ohranjanje kakovosti materiala.

Recikliranje EV baterij

Baterije električnih vozil vsebujejo velike količine dragocenih kovin. Tehnologija rotacijske peči zagotavlja učinkovito rešitev za predelavo odpadnih baterij EV v industrijskem obsegu.

Recikliranje odpadkov iz proizvodnje baterij

Sistem lahko obdeluje:

• Ostanki elektrod

• Odpadki premazov

• Odpadki katodne proizvodnje

• Odpadki iz proizvodnje anod

• Okvarjene baterijske celice

Regeneracija katodnega materiala

Rotacijsko peč je mogoče uporabiti tudi za postopke regeneracije katodnega materiala, kar proizvajalcem pomaga obnoviti in ponovno uporabiti dragocene aktivne materiale.

Prednosti rotacijske peči za recikliranje baterij

V primerjavi z rotacijsko pečjo na plin in rotacijsko pečjo na olje je električna energija, ki jo uporabljajo električne rotacijske peči, najčistejši vir energije. Električno energijo je mogoče enostavno priključiti na tovarno in dovajati v električno grelno rotacijsko peč skupaj z napajalnim vodom.

Očitne so tudi prednosti v proizvodnem procesu električne rotacijske peči.

• Visoka toplotna učinkovitost, brez dima, brez pepela in žlindre za odvajanje očitne toplote.

• Enostavno je samodejno nadzorovati pogoje, natančnost nadzora temperature peči je visoka in je primerna za ozek postopek temperature pred žganjem.

• Poleg tega za električno rotacijsko peč ni treba zgraditi postaje za shranjevanje in transport goriva, kar poenostavi delo nabave goriva, transporta in upravljanja varnosti. Med proizvodnim procesom se je mogoče izogniti koroziji telesa peči zaradi plina SO2 in problemom onesnaževanja okolja. Zato je rotacijska peč z električnim ogrevanjem bolj ekonomična kot rotacijska peč na plinsko gorivo in rotacijska peč na olje.

Ključni tehnični parametri

Postavka	Specifikacija
Zmogljivost obdelave	100–5000 kg/h
Delovna temperatura	300–1200°C
Metoda ogrevanja	Plin, elektrika, kurilno olje
Možnosti vzdušja	Zrak, dušik, inertni plin
Čas bivanja	20–240 minut
Premer peči	Prilagojeno
Dolžina peči	Prilagojeno
Hitrost vrtenja	Nadzor spremenljive frekvence
Nagibni kot	1–5 %
Nadzorni sistem	PLC + zaslon na dotik
Gradbeni material	Ogljikovo jeklo / nerjaveče jeklo / posebna zlitina
Oznaka: Tehnične specifikacije je mogoče prilagoditi glede na zahteve procesa.

Parameter rotacijskega kalcinatorja za recikliranje baterij

Model	Delovna temperatura (C)	Premer cevi peči (mm)	Hitrost vrtenja (RPM)	Dolžina cevi peči (m)	Metoda ogrevanja	Moč pogonskega motorja (kw)
HZG-50	400-1100	500	3-6	5-20	Elektrika/plin/olje	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

Varstvo okolja in varnost

Postopki recikliranja baterij zahtevajo strog okoljski nadzor.

Sistemi rotacijskih peči Hywell so lahko opremljeni z:

• Sistemi za zbiranje prahu

• Toplotni oksidanti

• Dogorevalci

• Pralniki kislih plinov

• sistemi za obdelavo HOS

• Sistemi za rekuperacijo odpadne toplote

Te rešitve strankam pomagajo pri izpolnjevanju okoljskih predpisov, hkrati pa izboljšujejo splošno učinkovitost naprave.

Zakaj izbrati Hywell za opremo za recikliranje baterij?

Hywell Machinery ima bogate izkušnje pri oblikovanju in izdelavi opreme za industrijsko sušenje, kalcinacijo, granulacijo in toplotno obdelavo.

Naše prednosti

• Več kot 20 let izkušenj v proizvodnji

• Rešitve za recikliranje baterij po meri

• Oprema, skladna s standardom CE

• Napredni sistemi avtomatizacije

• Podpora za namestitev po vsem svetu

• Zmogljivost projekta na ključ

• Profesionalna poprodajna storitev

• Pomoč pri optimizaciji procesov

Naša inženirska ekipa tesno sodeluje s strankami pri razvoju učinkovitih in zanesljivih sistemov za recikliranje baterij, prilagojenih posebnim materialom in proizvodnim zahtevam.

Pogosto zastavljena vprašanja

Kakšna temperatura je potrebna za pirolizo črne mase?

Tipične temperature pirolize črne mase segajo od 400 °C do 700 °C, odvisno od kemije baterije in želene stopnje obdelave.

Kakšna je razlika med pirolizo in kalcinacijo?

Piroliza odstrani predvsem organske materiale, medtem ko kalcinacija spremeni fizikalne in kemijske lastnosti anorganskih materialov z visokotemperaturno obdelavo.

Ali lahko rotacijska peč deluje v atmosferi dušika?

ja Delovanje v atmosferi dušika se običajno uporablja za preprečevanje oksidacije in izboljšanje nadzora procesa.

Katere materiale za baterije je mogoče obdelati?

Sistem lahko obdeluje NMC, LFP, NCA, ostanke iz proizvodnje baterij, črno maso, katodne materiale in anodne materiale.

Kateri razponi zmogljivosti so na voljo?

Hywell rotacijske peči so na voljo od laboratorijskih in pilotnih enot do industrijskih sistemov, ki presegajo 5.000 kg/h.

Ali lahko peč odstrani PVDF vezivo?

ja Ena od primarnih aplikacij rotacijskih peči za recikliranje baterij je toplotno odstranjevanje veziva PVDF in drugih organskih onesnaževalcev.

Ali je mogoče neprekinjeno delovanje?

ja Rotacijske peči so posebej zasnovane za kontinuirano industrijsko proizvodnjo.

Ali je mogoče sistem prilagoditi?

Vsekakor. Dimenzije peči, metode ogrevanja, sisteme za nadzor atmosfere in ravni avtomatizacije je mogoče prilagoditi glede na zahteve projekta.

Katere industrije uporabljajo rotacijske peči za recikliranje baterij?

Industrije vključujejo obrate za recikliranje baterij, proizvajalce katodnih materialov, obrate za proizvodnjo baterij, podjetja za predelavo kovin in proizvajalce naprednih materialov.

Kako lahko izberem pravo velikost rotacijske peči?

Velikost peči je odvisna od lastnosti materiala, zahtevanega pretoka, časa zadrževanja, delovne temperature in ciljev postopka. Hywellovi inženirji lahko zagotovijo prilagojene velikosti in priporočila glede postopka.

Rotacijska peč za recikliranje baterij za recikliranje plemenitih kovin

600-stopinjska litijeva baterija z rotacijsko pečjo za recikliranje visokotemperaturne pirolize za recikliranje plemenitih kovin. Tehnologija rekuperacije s pirolizo litijevih baterij je v glavnem namenjena pridobivanju plemenitih kovin iz odsluženih litijevih baterij za recikliranje, Hywell Machinery pa zagotavlja predvsem proces in tehnologijo jedrne pirolizne rotacijske peči.

Odpadna litijeva baterija vstopi v peč. Po visoki temperaturi 600 stopinj se komponente litijeve baterije, ki jih je mogoče zlahka zlomiti, razpočijo, preostale plemenite kovine pa se reciklirajo za ponovno uporabo.

Razume se, da lahko letna razgradnja litijevih baterij na Kitajskem doseže približno 500.000 ton. Rotacijska peč Hywell Machinery lahko predela 1-2 toni na uro, največja letna zmogljivost predelave pa je približno 15.000 ton. Za predelavo 500.000 ton odpadnih litijevih baterij je potrebnih na desetine tovrstnih proizvodnih linij. Razsežnosti trga ne gre podcenjevati. V zadnjih letih so različna nacionalna ministrstva in komisije tudi postopoma standardizirala in izboljšala trg recikliranja odpadnih litijevih baterij od plitvejšega do globljega, od šibkega do močnega na ravni politike. Ko so opazili to poslovno priložnost, Hywell machinery že od leta 2014 razvija industrije, povezane z litijevimi baterijami, in je v bistvu odprl vse tehnične povezave od proizvodnje litijevih baterij do recikliranja.

Ta rotacijska peč lahko doseže 'kalcinacijo atmosfere', kar pomeni, da lahko nadzoruje vsebnost kisika v peči. 'Plini po visokotemperaturni pirolizi so večinoma vnetljivi in ​​eksplozivni plini, ki lahko eksplodirajo.' Vsebnost kisika v peči lahko nadzorujemo, da ostane v okolju z nizko vsebnostjo kisika in zagotovimo varno proizvodnjo. Zmogljivost je močno izboljšana.' Ta tehnologija ima zelo dobre možnosti uporabe v industriji.

Rešitev recikliranja s termolizo v rotacijski peči

Rotacijski kalcinatorji so zelo učinkovito in stroškovno učinkovito sredstvo za visokotemperaturno obdelavo različnih zrnatih izdelkov in praškov. Enota je zasnovana posebej za nadzorovane in enotne procesne pogoje.

Material se dovaja v rotacijski valj, ki se segreva od zunaj v skladu s kriteriji, povezanimi s procesom, glede na čas in temperaturo. Ko se valj vrti, se material nežno prevrne, ko teče od dovodnega konca valja do izpustnega konca. Ukrep spodbuja enakomerno izpostavljenost izdelka določenemu okolju. Različni postopki uporabljajo reakcijske pline v neposrednem stiku z izdelkom za širjenje dane reakcije ali prekrivanje plinov za zaščito izdelka.

Pravilna izbira materiala valja za žganje je ključnega pomena in je določena s temperaturo postopka, združljivostjo postopka in vidiki fizične velikosti.

Vrtljivi kalcinatorji Hywell Machinery so opremljeni s samodejnim nadzorom temperature, tlaka in elektrike s pečmi, ki imajo več gorilnikov na plin, olje ali dvojno gorivo ali električnih grelnih elementov, razporejenih v cone. Na voljo v velikostih s premerom od 50 do 3000 mm z dolžinami od 5 do več kot 20 m.