Lò quay tái chế pin lithium để nhiệt phân và nung khối lượng đen

Giải pháp xử lý nhiệt hiệu quả để tái chế pin Lithium-Ion

Lò quay tái chế pin lithium Hywell là một hệ thống xử lý nhiệt liên tục được thiết kế đặc biệt để tái chế pin lithium-ion đã qua sử dụng, phế liệu sản xuất pin, khối đen và vật liệu catốt. Hệ thống này sử dụng hệ thống sưởi và quản lý không khí có kiểm soát để loại bỏ chất kết dính hữu cơ, chất điện phân, nhựa và cacbon dư trong khi bảo quản các kim loại có giá trị như lithium, niken, coban, mangan, đồng và than chì.

Khi nhu cầu toàn cầu về tái chế pin lithium tiếp tục tăng, lò quay đã trở thành một trong những công nghệ đáng tin cậy nhất để nhiệt phân khối đen, nung vật liệu pin và tái tạo vật liệu catốt. So với lò nung mẻ, lò quay có khả năng vận hành liên tục, thông lượng cao hơn, hiệu suất truyền nhiệt tốt hơn và chất lượng sản phẩm ổn định hơn.

Dù xử lý NMC, LFP, NCA hay phế liệu sản xuất pin, lò quay của Hywell đều cung cấp giải pháp tiết kiệm năng lượng và tự động hóa cao cho các nhà máy tái chế pin hiện đại.

Lò quay tái chế pin hoạt động như thế nào

1. Hệ thống cho ăn kín

Khối đen, phế liệu pin hoặc vật liệu cực âm được đưa vào lò quay thông qua hệ thống cấp liệu kín. Thiết kế này giảm thiểu phát thải bụi và duy trì tính toàn vẹn của bầu không khí trong quy trình.

2. Vùng làm nóng sơ bộ

Vật liệu đi vào phần gia nhiệt ban đầu, nơi độ ẩm và các hợp chất dễ bay hơi bắt đầu bay hơi.

3. Vùng nhiệt phân

Trong phần nhiệt phân, các hợp chất hữu cơ bị phân hủy dưới nhiệt độ được kiểm soát. Chất điện giải, chất kết dính, nhựa và các chất ô nhiễm hữu cơ được loại bỏ bằng nhiệt.

Nhiệt độ nhiệt phân điển hình dao động từ 400°C đến 700°C, tùy thuộc vào yêu cầu về vật liệu và quy trình.

4. Vùng nung

Vùng nung tiếp tục xử lý vật liệu ở nhiệt độ cao để cải thiện độ tinh khiết của vật liệu và kích hoạt các hợp chất kim loại có giá trị.

Nhiệt độ nung điển hình dao động từ 600°C đến 1100°C.

5. Làm mát và xả

Vật liệu đã xử lý được làm mát trước khi thải ra để đảm bảo xử lý an toàn và xử lý tiếp theo.

Quy trình làm việc của lò quay tái chế pin

Hệ thống hoàn chỉnh của lò quay tái chế pin bao gồm thiết bị cấp liệu, thân lò, thiết bị xả, thiết bị gia nhiệt, bộ điều khiển, v.v. Thiết bị gia nhiệt làm nóng môi trường xung quanh của vật liệu trong lò để tăng dần nhiệt độ. Khi nhiệt độ đo bằng cặp nhiệt điện đạt đến yêu cầu, nhiệt độ sẽ không tiếp tục tăng và vật liệu có thể được thải ra sau thời gian phản ứng đạt đến giá trị quy định. Toàn bộ quá trình là an toàn và hiệu quả.

1. Hệ thống cấp liệu thường được trang bị bộ cấp liệu trục vít hoặc máy cấp liệu chân không để vận chuyển định lượng.

2. Lò nung thường bao gồm vùng gia nhiệt trước và vùng gia nhiệt nhiệt độ cao. Có nhiều vùng nhiệt độ trong vùng làm nóng trước và vùng làm nóng nhiệt độ cao, trong đó nhiệt độ của từng vùng nhiệt độ có thể được đặt riêng và nhiệt độ của từng vùng của thiết bị

 được yêu cầu bởi quá trình này.

3. Theo các đặc tính vật liệu khác nhau, các kỹ sư của máy móc Hywell sẽ thiết kế xem thân lò quay có cần một góc hay không tùy theo đặc tính vật liệu. Bởi vì lò quay của công ty chúng tôi có thân lò nằm ngang và thân lò nghiêng.

4. Cách gia nhiệt của lò quay vật liệu pin có hệ thống sưởi bằng điện hoặc lò sưởi gas / dầu. Nếu lò sưởi máy lắp đặt lò sưởi điện thì dây điện trở được bố trí dưới đáy thân lò để gián tiếp làm nóng vật liệu.

5. Bộ làm mát thường là bộ làm mát trống; vật liệu đi qua bên trong xi lanh và bên ngoài được phun nước để làm mát gián tiếp vật liệu để đáp ứng yêu cầu về nhiệt độ xả.

Lò quay tái chế pin lithium là gì?

Lò quay tái chế pin lithium là lò hình trụ quay chậm được sử dụng để xử lý nhiệt chất thải pin và vật liệu khối đen. Trong quá trình vận hành, vật liệu liên tục di chuyển qua các vùng nhiệt độ khác nhau bên trong lò trong khi được nung nóng trong điều kiện khí quyển được kiểm soát.

Lò quay có thể thực hiện nhiều chức năng quan trọng trong quy trình tái chế pin:

• Nhiệt phân khối đen

• Loại bỏ chất kết dính

• Phân hủy chất điện giải

• Loại bỏ chất ô nhiễm hữu cơ

• Nung vật liệu catốt

• Giảm cacbon

• Kích hoạt vật liệu

• Tái sinh vật liệu catốt

Bằng cách loại bỏ tạp chất và chuẩn bị nguyên liệu cho quá trình xử lý tiếp theo, lò quay cải thiện đáng kể hiệu suất thu hồi kim loại trong các hệ thống thu hồi thủy luyện và luyện kim.

Tái chế Calciner quay cho  pin lithium

Video nhiệt phân lò tái chế pin

Tại sao xử lý nhiệt lại quan trọng trong tái chế pin

Pin lithium-ion chứa kim loại có giá trị nhưng cũng bao gồm các vật liệu hữu cơ có thể ảnh hưởng tiêu cực đến quá trình thu hồi kim loại.

Những vật liệu không mong muốn này bao gồm:

• chất kết dính PVDF

• Dư lượng điện giải

• Dung môi hữu cơ

• Nhựa

• Vật liệu phân tách

• Hợp chất cacbon dư

Nếu không xử lý nhiệt thích hợp, những tạp chất này có thể làm giảm hiệu quả lọc, làm ô nhiễm các giải pháp xử lý và tăng chi phí vận hành.

Lò quay loại bỏ các thành phần này thông qua quá trình nhiệt phân và nung có kiểm soát, tạo ra sản phẩm khối đen sạch hơn và có giá trị hơn.

Lợi ích bao gồm:

• Cải thiện phục hồi lithium

• Tăng thu hồi niken

• Tăng thu hồi coban

• Hiệu quả lọc cao hơn

• Giảm tiêu thụ thuốc thử

• Cải thiện độ tinh khiết của sản phẩm

• Tác động môi trường thấp hơn

Quá trình nhiệt phân khối đen

Thánh lễ đen là gì?

Khối lượng đen là loại bột có giá trị được tạo ra sau khi nghiền và tách cơ học pin lithium-ion. Nó chứa hỗn hợp vật liệu cực âm và cực dương cùng với các chất gây ô nhiễm còn sót lại.

Thành phần khối đen điển hình bao gồm:

• Hợp chất liti

• Hợp chất niken

• Hợp chất coban

• Hợp chất mangan

• Than chì

• Hạt đồng

• Hạt nhôm

• Dư lượng chất kết dính

Do khối đen chứa một lượng đáng kể kim loại có giá trị nên nó đã trở thành nguyên liệu chính trong hoạt động tái chế pin hiện đại.

Tại sao khối lượng đen cần nhiệt phân

Khối đen mới sản xuất thường chứa:

• chất kết dính PVDF

• Dung môi hữu cơ

• Dư lượng điện giải

• Chất gây ô nhiễm carbon

Những tạp chất này cản trở quá trình chiết xuất kim loại ở hạ lưu.

Lò quay tái chế pin sẽ loại bỏ các chất gây ô nhiễm này và tạo ra vật liệu sạch hơn phù hợp cho quá trình xử lý thủy luyện.

Lợi ích của quá trình nhiệt phân khối đen

• Giảm hàm lượng hữu cơ

• Cải thiện hiệu quả thu hồi kim loại

• Hiệu suất lọc tốt hơn

• Mức độ tạp chất thấp hơn

• Giá trị sản phẩm cuối cùng cao hơn

• Cải thiện tính ổn định của quy trình

Ứng dụng của lò quay tái chế pin

Tái chế pin NMC

Lò quay được sử dụng rộng rãi để tái chế vật liệu catốt NMC bao gồm:

• NMC111

• NMC523

• NMC622

• NMC811

Xử lý nhiệt cải thiện khả năng thu hồi kim loại và loại bỏ các chất hữu cơ còn sót lại.

Tái chế pin LFP

Pin Lithium Iron Phosphate (LFP) ngày càng được sử dụng nhiều trong xe điện và hệ thống lưu trữ năng lượng.

Lò quay loại bỏ hiệu quả các chất kết dính và chất gây ô nhiễm hữu cơ đồng thời bảo quản các hợp chất chứa lithium có giá trị.

Tái chế pin NCA

Vật liệu pin Niken Cobalt Aluminium (NCA) yêu cầu xử lý nhiệt có kiểm soát để tối đa hóa hiệu quả thu hồi và duy trì chất lượng vật liệu.

Tái chế pin EV

Pin xe điện chứa một lượng lớn kim loại có giá trị. Công nghệ lò quay cung cấp giải pháp hiệu quả để xử lý phế liệu pin EV ở quy mô công nghiệp.

Tái chế phế liệu sản xuất pin

Hệ thống có thể xử lý:

• Phế liệu điện cực

• Chất thải phủ

• Chất thải sản xuất catốt

• Chất thải sản xuất anode

• Các tế bào pin bị lỗi

Tái tạo vật liệu Cathode

Lò quay còn có thể được sử dụng cho quá trình tái tạo vật liệu catốt, giúp nhà sản xuất thu hồi và tái sử dụng các vật liệu hoạt tính có giá trị.

Ưu điểm của lò quay tái chế pin

So với lò quay đốt khí và lò quay đốt dầu, năng lượng điện được sử dụng bởi lò quay điện là nguồn năng lượng sạch nhất. Năng lượng điện có thể dễ dàng được kết nối với nhà máy và cung cấp cho lò quay gia nhiệt bằng điện cùng với đường dây cấp điện.

Những lợi thế trong quá trình sản xuất lò quay điện cũng rất rõ ràng.

• Hiệu suất nhiệt cao, không khói, không tro, xỉ lấy đi nhiệt lượng rõ rệt.

• Dễ dàng kiểm soát các điều kiện một cách tự động, độ chính xác kiểm soát nhiệt độ lò cao, phù hợp với quy trình nhiệt độ nung trước hẹp.

• Ngoài ra, lò quay điện không cần xây dựng trạm chứa và vận chuyển nhiên liệu, giúp đơn giản hóa công tác thu mua, vận chuyển và quản lý an toàn nhiên liệu. Trong quá trình sản xuất có thể tránh được tình trạng ăn mòn thân lò do khí SO2 và các vấn đề ô nhiễm môi trường. Vì vậy, lò quay gia nhiệt bằng điện tiết kiệm hơn so với lò quay nhiên liệu khí và lò quay nhiên liệu dầu.

Các thông số kỹ thuật chính

Mục	Đặc điểm kỹ thuật
Năng lực xử lý	100–5000 kg/giờ
Nhiệt độ hoạt động	300–1200°C
Phương pháp sưởi ấm	Khí đốt, điện, dầu nhiên liệu
Tùy chọn bầu không khí	Không khí, Nitơ, Khí trơ
Thời gian cư trú	20–240 phút
Đường kính lò nung	tùy chỉnh
Chiều dài lò	tùy chỉnh
Tốc độ quay	Kiểm soát tần số thay đổi
Góc nghiêng	1–5%
Hệ thống điều khiển	PLC + Màn hình cảm ứng
Vật liệu xây dựng	Thép Carbon / Thép không gỉ / Hợp kim đặc biệt
Dấu hiệu: Thông số kỹ thuật có thể được tùy chỉnh theo yêu cầu của quy trình.

Thông số của máy nung quay tái chế pin

Người mẫu	Nhiệt độ hoạt động (C)	Đường kính ống lò (mm)	Tốc độ quay (RPM)	Chiều dài ống lò (m)	Phương pháp sưởi ấm	Công suất động cơ dẫn động (Kw)
HZG-50	400-1100	500	3-6	5-20	Điện/Gas/Dầu	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

Bảo vệ và an toàn môi trường

Quy trình tái chế pin yêu cầu kiểm soát môi trường nghiêm ngặt.

Hệ thống lò quay Hywell có thể được trang bị:

• Hệ thống thu gom bụi

• chất oxy hóa nhiệt

• Lò đốt sau

• Máy lọc khí axit

• Hệ thống xử lý VOC

• Hệ thống thu hồi nhiệt thải

Những giải pháp này giúp khách hàng tuân thủ các quy định về môi trường đồng thời nâng cao hiệu quả tổng thể của nhà máy.

Tại sao chọn Hywell cho thiết bị tái chế pin?

Hywell Machinery có nhiều kinh nghiệm trong việc thiết kế và sản xuất các thiết bị sấy, nung, tạo hạt và xử lý nhiệt công nghiệp.

Ưu điểm của chúng tôi

• Hơn 20 năm kinh nghiệm sản xuất

• Giải pháp tái chế pin được thiết kế theo yêu cầu

• Thiết bị tuân thủ CE

• Hệ thống tự động hóa tiên tiến

• Hỗ trợ lắp đặt toàn cầu

• Năng lực dự án chìa khóa trao tay

• Dịch vụ hậu mãi chuyên nghiệp

• Hỗ trợ tối ưu hóa quy trình

Đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi hợp tác chặt chẽ với khách hàng để phát triển hệ thống tái chế pin hiệu quả và đáng tin cậy phù hợp với các yêu cầu sản xuất và vật liệu cụ thể.

Câu hỏi thường gặp

Nhiệt độ nào là cần thiết cho quá trình nhiệt phân khối đen?

Nhiệt độ nhiệt phân khối đen điển hình dao động từ 400°C đến 700°C, tùy thuộc vào thành phần hóa học của pin và mức độ xử lý mong muốn.

Sự khác biệt giữa nhiệt phân và nung là gì?

Nhiệt phân chủ yếu loại bỏ các vật liệu hữu cơ, trong khi quá trình nung làm thay đổi các tính chất vật lý và hóa học của vật liệu vô cơ thông qua xử lý ở nhiệt độ cao.

Lò quay có thể hoạt động trong môi trường khí nitơ không?

Đúng. Hoạt động của khí quyển nitơ thường được sử dụng để ngăn chặn quá trình oxy hóa và cải thiện việc kiểm soát quá trình.

Những vật liệu pin nào có thể được xử lý?

Hệ thống có thể xử lý NMC, LFP, NCA, phế liệu sản xuất pin, khối đen, vật liệu cực âm và vật liệu cực dương.

Những phạm vi công suất có sẵn?

Lò quay Hywell có sẵn từ các đơn vị trong phòng thí nghiệm và quy mô thí điểm đến các hệ thống công nghiệp vượt quá 5.000 kg/h.

Lò nung có thể loại bỏ chất kết dính PVDF không?

Đúng. Một trong những ứng dụng chính của lò quay tái chế pin là loại bỏ nhiệt chất kết dính PVDF và các chất ô nhiễm hữu cơ khác.

Có thể hoạt động liên tục được không?

Đúng. Lò quay được thiết kế đặc biệt để sản xuất công nghiệp liên tục.

Hệ thống có thể được tùy chỉnh?

Tuyệt đối. Kích thước lò nung, phương pháp gia nhiệt, hệ thống kiểm soát không khí và mức độ tự động hóa đều có thể được tùy chỉnh theo yêu cầu của dự án.

Những ngành công nghiệp nào sử dụng lò quay tái chế pin?

Các ngành công nghiệp bao gồm nhà máy tái chế pin, nhà sản xuất vật liệu cực âm, cơ sở sản xuất pin, công ty thu hồi kim loại và nhà sản xuất vật liệu tiên tiến.

Làm thế nào tôi có thể chọn kích thước lò quay chính xác?

Kích thước lò phụ thuộc vào đặc tính vật liệu, công suất yêu cầu, thời gian lưu, nhiệt độ vận hành và mục tiêu của quy trình. Các kỹ sư của Hywell có thể cung cấp các khuyến nghị về quy trình và kích thước tùy chỉnh.

Lò quay tái chế pin để tái chế kim loại quý

Pin lithium nhiệt phân nhiệt độ cao lò quay tái chế 600 độ để tái chế kim loại quý. Công nghệ thu hồi nhiệt phân pin lithium chủ yếu là chiết xuất kim loại quý từ pin lithium đã ngừng hoạt động để tái chế, và Hywell Machinery chủ yếu cung cấp quy trình và công nghệ lò quay nhiệt phân lõi.

Pin lithium thải đi vào lò nung. Sau nhiệt độ cao 600 độ, các thành phần dễ bị nứt trong pin lithium sẽ bị nứt ra và các kim loại quý còn lại sẽ được tái chế để tái sử dụng.

Điều này được hiểu rằng lượng pin lithium ngừng hoạt động hàng năm của Trung Quốc có thể đạt khoảng 500.000 tấn. Lò quay của Hywell Machinery có thể xử lý 1-2 tấn mỗi giờ và công suất xử lý tối đa hàng năm là khoảng 15.000 tấn. Để xử lý 500.000 tấn pin lithium thải, cần có hàng chục dây chuyền sản xuất như vậy. Không nên đánh giá thấp quy mô thị trường. Trong những năm gần đây, các bộ và ủy ban quốc gia khác nhau cũng đã dần dần chuẩn hóa và cải thiện thị trường tái chế pin lithium thải từ nông đến sâu, từ yếu đến mạnh ở cấp chính sách. Nhìn thấy cơ hội kinh doanh này, máy móc Hywell đã phát triển các ngành công nghiệp liên quan đến pin lithium từ năm 2014 và về cơ bản đã mở ra mọi liên kết kỹ thuật từ sản xuất pin lithium đến tái chế.

Lò quay này có thể đạt được 'sự nung trong không khí', nghĩa là nó có thể kiểm soát hàm lượng oxy trong lò. 'Các khí sau khi nhiệt phân ở nhiệt độ cao hầu hết là khí dễ cháy, nổ, có nguy cơ nổ.' chúng ta có thể kiểm soát hàm lượng oxy trong lò để giữ nó ở môi trường ít oxy và đảm bảo sản xuất an toàn. Hiệu suất được cải thiện rất nhiều.' Công nghệ này có triển vọng ứng dụng rất tốt trong ngành.

Giải pháp tái chế bằng nhiệt phân lò quay

Máy nung quay là phương tiện có hiệu quả cao và tiết kiệm chi phí để xử lý ở nhiệt độ cao các sản phẩm dạng hạt và bột khác nhau. Thiết bị này được thiết kế đặc biệt để cung cấp các điều kiện quy trình thống nhất và được kiểm soát.

Vật liệu được đưa vào một xi lanh quay được gia nhiệt bên ngoài theo tiêu chí thời gian so với nhiệt độ liên quan đến quy trình. Khi xi lanh quay, vật liệu bị xáo trộn nhẹ nhàng khi nó chảy từ đầu nạp của xi lanh đến đầu xả. Hành động này thúc đẩy sự tiếp xúc đồng đều của sản phẩm với một môi trường xác định. Các quy trình khác nhau sử dụng khí phản ứng tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm để truyền một phản ứng nhất định hoặc che phủ khí để bảo vệ sản phẩm.

Việc lựa chọn đúng vật liệu làm ống trụ calciner là rất quan trọng và được xác định bởi nhiệt độ quy trình, tính tương thích của quy trình và các cân nhắc về kích thước vật lý.

Máy nung quay của Hywell Machinery được cung cấp bộ điều khiển nhiệt độ, áp suất và điện tự động với các lò có nhiều đầu đốt khí, dầu hoặc nhiên liệu kép hoặc các bộ phận làm nóng bằng điện được bố trí theo vùng. Có sẵn các kích cỡ khác nhau, đường kính từ 50-3000mm với chiều dài từ 5 đến hơn 20m.