Baterii vechi Reciclarea bateriilor – Vedere a masei negre după mărunțire – Prelucrarea materialului bateriilor litiu-ion

Reciclarea bateriilor: mărunțire, separare și prelucrare a masei negre

Pregătirea mecanică a probelor și dezvoltarea procesului pentru baterii litiu-ion

În reciclarea bateriilor, procesarea mecanică este o etapă crucială în producerea unei fracții intermediare utilizabile – așa-numita masă neagră – din bateriile litiu-ion uzate. Etapele tipice ale procesului includ descărcarea în siguranță, dezasamblarea, măcinarea, cernerea, separarea magnetică și separarea fracțiilor de aluminiu, cupru, plastic și materiale active. Pentru laboratoare, instalații pilot și dezvoltarea proceselor, dimensiunile reproductibile ale particulelor, fluxurile de materiale definite și divizarea curată a probelor sunt esențiale. LITech susține acest lanț de procese cu mașini pentru măcinarea pre-măcinată, măcinarea fină și prepararea reprezentativă a probelor.

Beneficii practice ale reciclării și procesării bateriilor

Tocarea controlată a bateriilor uzate creează condițiile pentru analize fiabile, dezvoltarea sigură a proceselor și recuperarea economică a materiilor prime critice. Aceasta este utilizată pentru a furniza masă neagră pentru procesele hidrometalurgice, pentru a caracteriza fluxurile de materiale, pentru a proiecta instalații pilot și pentru a extinde procesele de reciclare de la laborator la instalația pilot sau la scară de producție.

Date despre materiale pentru reciclarea bateriilor

Accentul se pune în principal pe bateriile litiu-ion uzate din producție, electronică, stocarea energiei sau electromobilitate. Materialul are o structură eterogenă și, în funcție de chimia celulei, conține materiale active, folii metalice, materiale plastice, reziduuri de electroliți și componente ale carcasei. Chimia celulei, energia reziduală, compoziția particulelor, conținutul de metal și produsul final dorit sunt deosebit de relevante pentru proiectarea procesului de reprocesare.

proprietateValoare
Utilizare cazReprocesarea mecanică a bateriilor litiu-ion uzate
Termeni alternativiReciclare LIB, reciclare Li-ion, procesare masă neagră
Ingrediente tipiceCelule, module, rebuturi de producție, baterii electronice, baterii pentru vehicule electrice
Materiale reciclabile relevanteLitiu, nichel, cobalt, mangan, cupru, aluminiu, grafit
Substanțe esențiale de însoțireMateriale plastice, pelicule separatoare, materiale de carcasă, reziduuri de electroliți
Caracterul materialEterogen, multicomponent, conținând metale și polimeri
Proprietate critică pentru procesEnergia reziduală și riscul de siguranță înainte de mărunțire
Caracteristici relevante pentru separareDimensiunea granulelor, densitatea, magnetizabilitatea, compoziția materialului
Scopul prelucrării mecaniceDizolvarea compușilor și producerea de fracții definite sau masă neagră.
AluzieCompoziția și comportamentul depind puternic de chimia și structura celulară.

Cum funcționează reciclarea bateriilor în prelucrarea mecanică?

Înainte de recuperarea propriu-zisă a metalului, bateriile sunt mai întâi descărcate în siguranță și – în funcție de proiectarea procesului – pre-sortate sau dezasamblate. Aceasta este urmată de mărunțirea controlată. Scopul este de a descompune materialele compozite și de a permite o fracționare definită. În etapele ulterioare, componentele mai grosiere ale carcasei și foliei sunt separate de fracția mai fină de material activ. Această fracție fină este denumită în mod obișnuit pe piață masă neagră și apoi servește ca materie primă pentru procesele de recuperare hidrometalurgică sau pirometalurgică.

Etapa procesuluiŢintăMașină sau metodă tipicăRezultat tipic
Descărcare și pregătire în siguranțăReduceți riscul înainte de reprocesareDescărcare, pre-sortare, dezmembrareStare de pornire sigură pentru proces
Pre-mărunțireReducerea componentelor mari la dimensiuni procesabileConcasor cu fălci sau pre-concasare adecvatăFracție grosieră definită
Cominuția primarăDeblocarea compozitelor de materialeMoară cu ciocaneEliberarea de material activ, precum și a fracțiunilor de metal și plastic
Cernere și clasificareSepararea fracțiilor în funcție de dimensiunea granulelorMașină de cernere sau cernere analiticăFracții grosiere și fine
Separare magneticăSepararea componentelor feromagneticeSeparator magneticfracția care conține fier separată
Fracționarea fracției fineÎmbogățiți masa neagrăCernerea și etapele ulterioare de separareFracție fină care conține material activ
Măcinare fină pentru analizăAducerea probei de laborator la rezoluție analiticăMoară cu discuri vibratoareProbă fină reproductibilă
Divizarea și omogenizarea probelorObțineți un subeșantion reprezentativDivizor rotativ de probeProbă de laborator comparabilă și reproductibilă

Parametri tipici de proces în reprocesarea bateriilor

Setările exacte depind în mare măsură de formatul celulei, chimie, conceptul de siguranță și produsul țintă. Pentru testele de laborator și pe instalațiile pilot, dimensiunea alimentării, dimensiunea țintă a particulelor, debitul, etapele de separare și reprezentativitatea dorită a probei sunt deosebit de importante. Tabelul următor prezintă valori orientative tipice pentru pregătirea mecanică și pregătirea probei.

ParametruInterval tipic sau valoare orientativă
Dimensiunea hranei înainte de mărunțirea primarăPână la aproximativ 30 mm pentru fracțiile preparate
Dimensiunea țintă a particulelor fracției fine mecaniceAproximativ 0,5 până la 2 mm
Debit mecanic de mărunțireÎn funcție de laborator și instalația pilot, de la scară experimentală până la câteva sute de kg/h
Cerințe de siguranțăNumai după descărcarea în siguranță și un concept de siguranță adecvat
Criterii importante de separareDimensiunea granulelor, densitatea, magnetizabilitatea, tipul de material
Probă fină analiticăÎn funcție de metodă, este posibilă măcinarea până la finețea analitică.
Împărțirea eșantionuluiReprezentativ și reproductibil necesar
Scopul procesuluiProducție de masă neagră, fracționare, caracterizare a materialelor, dezvoltare de procese

Variante și alternative în reciclarea bateriilor

Metalurgie mecanică uscată vs. metalurgie în aval

Prelucrarea mecanică servește în principal la descompunerea materialelor compozite și la generarea de fracții pentru etapele ulterioare de recuperare. Recuperarea propriu-zisă a metalului are loc de obicei pe cale hidrometalurgică sau pirometalurgică. Etapa mecanică influențează direct puritatea, omogenitatea și eficiența economică a proceselor ulterioare.

Laborator vs. instalație pilot

În laborator, accentul se pune pe prepararea reproductibilă a probelor, caracterizarea materialelor și dezvoltarea proceselor. În instalațiile pilot sau la scară industrială, randamentul, manipularea fiabilă a materialelor și fracționarea stabilă sunt primordiale.

Producție directă de masă neagră vs. fracționare selectivă

În funcție de obiectiv, procesul poate fi conceput pentru cea mai eficientă producție posibilă de masă neagră sau pentru fracționarea ulterioară a foliilor metalice, a conținutului de fier, a carcaselor și a materialului activ.

Ce mașini sunt potrivite pentru reciclarea bateriilor?

Pentru măcinarea grosieră și pre-concasare a componentelor dure sau casante ale bateriei, sunt potrivite mașini de procesare robuste, cum ar fi concasoarele cu fălci sau morile cu ciocane. O moară cu discuri este utilă pentru măcinarea fină rapidă a fracțiilor de probă uscate, definite, până la finețea analitică. Dacă în prim-plan se concentrează componentele dure, fibroase sau peliculare, o moară de tăiere poate fi o alternativă potrivită. Pentru rezultate de laborator reproductibile, se recomandă și divizarea reprezentativă a probelor - de exemplu, cu un divizor rotativ de probe.

Concasor cu fălci JC 100 - Ideal pentru laboratoare, comerț și industrie

Concasor de maxilar

Randament ridicat și costuri de operare reduse.

Moară cu ciocane – vedere laterală cu site inferioare – concasare probe cu randament ridicat

Moară cu ciocane

Pentru materiale dure, fragile și rezistente

moară vibratoare cu disc cu cupă de măcinare

Moară cu discuri vibratoare

Concasare materiale dure și fragile

moara de taiere

Măcinare până la < 20µm

Divizor de probe LITech

Divizor rotativ de probe

Divizarea și reducerea eșantionului

Întrebări tehnice despre reciclarea bateriilor și masa neagră

Folosește LITech AI pentru întrebări despre procesarea mecanică, masa neagră, etapele de separare, dimensiunile țintă ale particulelor, mașinile adecvate și procedurile tipice de laborator în reciclarea bateriilor litiu-ion.

Întrebări frecvente despre reciclarea bateriilor

Masa neagră este o fracțiune fină care conține metale și materiale active provenite din reciclarea bateriilor litiu-ion. În funcție de compoziția chimică a celulei, aceasta conține, printre altele, litiu, nichel, cobalt, mangan și grafit.

Procesul de mărunțire descompune materialele compozite, mărește suprafața și permite separarea materialului activ, a foliilor metalice, a materialelor plastice și a componentelor carcasei.

Procesele tipice includ descărcarea în siguranță, dezasamblarea sau pre-sortarea, mărunțirea, cernerea, separarea magnetică, fracționarea și divizarea probelor.

Un concasor cu fălci este potrivit pentru componente dure și fragile. O moară cu ciocane este frecvent utilizată pentru concasare de înaltă performanță, aproape de proces.

Pentru producerea unei fracții fine sau a unei mase negre, se vizează adesea dimensiuni ale particulelor în intervalul inferior al milimetrilor. Dimensiunea exactă țintă depinde de chimia bateriei, de conceptul de separare și de procesarea ulterioară.

Doar subprobele reprezentative oferă valori analitice fiabile. Acest lucru este deosebit de important deoarece materialele bateriilor sunt eterogene și conțin diverse fracțiuni.

O moară de tăiere este utilă atunci când în centrul atenției se află componente dure, fibroase sau care conțin pelicule, cum ar fi materialele plastice sau separatoarele.

Masa neagră rezultată sau fracția fină definită este apoi, de obicei, prelucrată hidrometalurgic sau pirometalurgic pentru a recupera metale valoroase.

Klaus Ebenauer

Ing. Klaus Ebenauer

info@litechgmbh.com
+43 1 99 717 55

    Ihre Anforderungen




    Contact