Извлечение чёрной массы путём переработки батарей
Создано 10.14
В связи с постоянным распространением электромобилей, систем хранения возобновляемой энергии и бытовой электроники объём отработанных литий-ионных аккумуляторов быстро растёт. извлечение чёрной массы при переработке аккумуляторов стало важным процессом, позволяющим возвращать ценные ресурсы в оборот и способствовать развитию экологичной отрасли переработки аккумуляторов. Чёрная масса — это смесь мелкодисперсного порошка, образующаяся после механической обработки отработанных литий-ионных аккумуляторов. Она содержит ценные компоненты, в том числе литий, никель, кобальт, марганец и графит. Извлечённые материалы можно дополнительно очистить и повторно использовать для производства новых аккумуляторов.
Что такое чёрная масса при переработке литиевых аккумуляторов?
Чёрная масса — это мелкий порошок, образующийся при измельчении и разделении отработанных литий-ионных аккумуляторов. В основном она состоит из активных материалов катода и анода. Точный состав зависит от химического состава аккумулятора, но к распространённым материалам относятся:
- Литий (Li)
- Никель (Ni)
- Кобальт (Co)
- Марганец (Mn)
- Графит (C)
Состав чёрной массы зависит от типа аккумулятора. Как правило, по сравнению с природными рудами чёрная масса содержит высокую концентрацию ценных активных материалов, что делает её важным вторичным ресурсом для производства аккумуляторов.
Почему чёрная масса важна?
Важность переработки чёрной массы обусловлена главным образом следующими факторами:
1. Извлечение критически важных металлов для аккумуляторов
Традиционная добыча лития, кобальта и никеля требует больших затрат энергии и ресурсов. Извлечение металлов из чёрной массы снижает зависимость от первичной добычи и обеспечивает стабильные поставки сырья для производства аккумуляторов.
2. Снижение загрязнения окружающей среды
Отработанные батареи содержат электролиты, тяжёлые металлы и химические вещества, которые при неправильной утилизации могут нанести вред окружающей среде. Переработка чёрной массы помогает предотвратить попадание батарейных отходов на свалки и снизить риск загрязнения.
3. Поддержка экономики замкнутого цикла в аккумуляторной отрасли
Извлечённые литий, никель, кобальт, марганец и графит можно переработать в материалы аккумуляторного качества и вернуть в производство аккумуляторов, создав замкнутую систему переработки.
Процесс извлечения чёрной массы при переработке аккумуляторов
Полный комплекс по переработке чёрной массы обычно включает несколько этапов:
1. Сбор и сортировка аккумуляторов
Отработанные литий-ионные аккумуляторы собирают из следующих источников:
- Электромобили (аккумуляторы электромобилей)
- Системы накопления энергии
- Мобильные телефоны и электронные устройства
- Производственные отходы аккумуляторов
Перед переработкой батареи сортируют по типам, чтобы повысить эффективность извлечения материалов.
2. Разрядка и разборка батарей
Перед измельчением батареи необходимо безопасно разрядить, чтобы снизить риск возгорания.
Основные операции включают:
- Демонтаж батарейных блоков
- Разделение модулей и ячеек
- Снятие внешних корпусов и кабелей
Распространённое оборудование:
- Машина для разборки батарей
- Система разрядки батарей
- Гидравлическое оборудование для разборки
3. Дробление и измельчение батарей
После разборки ячейки батарей обрабатывают с помощью дробильных и измельчительных машин.
Цель:
- Разрушить структуру батарей
- Высвободить электродные материалы
- Отделить активные материалы от алюминиевой и медной фольги
К распространённому оборудованию относятся:
Измельчитель батарей
Используется для предварительного уменьшения размеров батарейных блоков и модулей.
Молотковая или ударная дробилка
Дополнительно уменьшает размер частиц батарей.
Дробилка тонкого измельчения
Измельчает материалы до более мелких частиц, повышая степень извлечения черной массы.
4. Просеивание и разделение
После дробления смесь материалов содержит:
- Черная масса
- Медная фольга
- Алюминиевая фольга
- Стальной корпус
- Пластмассы
Оборудование для разделения включает:
Вибрационный грохот
Разделяет материалы по размеру частиц.
Магнитный сепаратор
Удаляет железосодержащие и стальные компоненты.
Вихретоковый сепаратор
Разделяет цветные металлы, например алюминий.
Воздушный сепаратор
Отделяет легкие пластмассы и порошки.
После разделения собранный мелкий порошок представляет собой черную массу. Lithion Technologies
Процесс переработки черной массы
Извлеченная черная масса обычно поступает на дальнейшую химическую переработку.
1. Гидрометаллургический процесс
Гидрометаллургия — один из наиболее распространенных методов.
Основные этапы:
- Выщелачивание черной массы химическими растворами
- Фильтрация и удаление примесей
- Разделение и очистка металлов
- Осаждение и кристаллизация
Конечные продукты включают:
- Карбонат лития
- Сульфат никеля
- Сульфат кобальта
- Сульфат марганца
2. Пирометаллургический процесс
Этот метод использует высокотемпературную обработку.
Преимущества:
- Простота эксплуатации
- Подходит для крупномасштабной переработки
В результате переработки в основном получают:
- Никелевые сплавы
- Кобальтовые сплавы
- Материалы, содержащие медь
Однако для эффективного извлечения лития обычно требуется дополнительная обработка. Агентство по охране окружающей среды США
Основное оборудование для предприятия по переработке черной массы
Промышленная установка для извлечения черной массы обычно включает:
- Система разряда аккумуляторных батарей
- Машина для разборки аккумуляторных батарей
- Первичный измельчитель
- Вторичная дробилка
- Гранулятор
- Вибрационный грохот
- Магнитный сепаратор
- Сепаратор вихревых токов
- Воздушный сепаратор
- Система пылеулавливания
- Реактор выщелачивания
- Фильтр-пресс
- Оборудование для извлечения и очистки
Эти установки работают совместно, чтобы максимально повысить извлечение ценных материалов и эффективность переработки.
Области применения извлечённых материалов чёрной массы
После очистки извлечённые материалы можно использовать в различных отраслях:
Продукты на основе лития
Применение:
- Производство катодов для новых литиевых аккумуляторов
- Аккумуляторы для систем накопления энергии
- Аккумуляторы для электромобилей
Продукты на основе никеля и кобальта
Применение:
- Катодные материалы аккумуляторов
- Суперсплавы
- Химическая промышленность
Графит
Применение:
- Анодные материалы аккумуляторов
- Смазочные материалы
- Промышленное применение
Алюминий и медь
Извлекаются отдельно и повторно используются в следующих отраслях:
- Производство металлов
- Электротехническая промышленность
Извлечение черной массы при переработке аккумуляторов — важнейшая технология, позволяющая возвращать ценные ресурсы из отработанных литий-ионных аккумуляторов. Сочетая механическую сепарацию, измельчение, просеивание и современные гидрометаллургические процессы, предприятия по переработке могут эффективно извлекать литий, никель, кобальт, марганец и графит. По мере непрерывного роста числа аккумуляторов для электромобилей и систем накопления энергии переработка черной массы будет играть все более важную роль в сокращении дефицита сырья, защите окружающей среды и создании устойчивой аккумуляторной отрасли.
Оставьте свою информацию, и мы свяжемся с вами.
Рекомендуемые продукты
Телефон
WhatsApp
Электронная почта