По мере роста спроса на электромобили и электроприборы, нам необходимо перерабатывать отработанные литиевые батареи. Эти батареи жизненно важны для современных технологий. Однако неправильная утилизация наносит вред окружающей среде. Переработка позволяет извлекать ценные материалы, такие как литий, кобальт и никель. Это снижает потребность в новой добыче и помогает окружающей среде. Кроме того, передовые технологии обработки позволяют безопасно обращаться с токсичными веществами. Это предотвращает загрязнение и способствует устойчивому развитию. В условиях глобального стремления к циклической экономике мы должны инвестировать в новые решения по переработке отработанных литиевых батарей. Они жизненно важны для более экологичного будущего.
Переработка и утилизация отработанных литиевых батарей: экологичные решения для более зеленого будущего.
Отработанные литиевые батареи содержат значительное количество невозобновляемых ресурсов тяжелых металлов, имеющих высокую экономическую ценность. Материалом положительного электрода литиевых батарей является порошок оксида лития-кобальта. Материалом отрицательного электрода является графитовый порошок. Оба электрода содержат значительные количества таких металлов, как кобальт, никель, марганец, медь и алюминий.
Эффективная переработка и утилизация отработанных или некачественных литиевых батарей может не только снизить нагрузку на окружающую среду, вызванную отходами батарей, но и предотвратить потерю ценных тяжелых металлов, таких как кобальт, никель и марганец. Следовательно, в связи с ограниченностью ресурсов и необходимостью экологического регулирования, страны по всему миру придают большое значение переработке отработанных литиевых батарей.
В процессе переработки и обработки отработанных литиевых батарей используются две основные технологии: сухая и влажная переработка. Технология влажной переработки предполагает длительный технологический процесс, требует значительных инвестиций и большого количества оборудования. Она не позволяет перерабатывать алюминий и не может обрабатывать ПВДФ (поливинилдифторид) в литиевых батареях.
высокотемпературный участок переработки литиевых батарей
С другой стороны, технология сухой переработки в основном делится на высокотемпературные (~800 °C) и низкотемпературные (~400 °C) сухие процессы. Технология сухой переработки отличается более коротким технологическим маршрутом и меньшим количеством оборудования. Она может эффективно перерабатывать ПВДФ, но имеет высокое энергопотребление и требует значительного количества тепла. В процессе сухой обработки неизбежно образуются кислые газы, такие как HF (или другие галогеноводородные газы), и органические продукты крекинга. Их необходимо обрабатывать отдельно, чтобы избежать значительного воздействия на окружающую среду, что требует больших инвестиций в природоохранные сооружения.
Литиевая батарея Оборудование для переработки и утилизации обычно включает в себя линию разборки (для повторного использования) + линию измельчения и воздушно-десорбционной обработки + линию экстракции (повторной экстракции). Среди них линия измельчения и воздушно-десорбционной обработки (т.е. линия порошкообразного измельчения) является ядром полного комплекса оборудования для переработки и утилизации литиевых батарей.
Однако многие отечественные производители по-прежнему используют специфический процесс, включающий измельчение + вторичное дробление, помол + воздушное разделение (внешние высоко- и среднетемпературные печи). Этот процесс не решает проблему воспламеняемости и взрывоопасности, связанных с отходами литиевых батарей, непосредственно на месте их образования. В результате затраты на переработку достигают 3000 юаней за тонну.
Мы внедрили передовые зарубежные технологии и провели технологические реформы. Механизм подачи материала в нашей собственной высокотемпературной пиролизной печи разработан с использованием частотно-регулируемого управления скоростью для создания высокотемпературной вакуумной ленты, что эффективно решает проблемы пожарной опасности и взрыва, связанные с измельчителями.
Это нововведение значительно снижает производственные и эксплуатационные расходы оборудования. Кроме того, эта уникальная производственная линия по переработке и утилизации литиевых батарей не требует использования азота или других газов, изолирующих кислород. Это еще больше снижает производственные и эксплуатационные издержки.
Система переработки и утилизации отработанных литиевых батарей:
1. Данная система включает оборудование для переработки и утилизации отработанных литиевых батарей, а также оборудование для очистки отходящих газов. Оборудование для переработки и утилизации отработанных литиевых батарей состоит из устройства для предварительной обработки и измельчения литиевых батарей, устройства для пиролиза и устройства для последующей обработки (включая оборудование для вторичного дробления, измельчения и разделения воздуха), соединенных последовательно.
Пиролизное устройство включает в себя пиролизную печь, устройство регулирования объема воздуха с переменной частотой, устройство предварительной обработки продукции, интегрированную сушильную вращающуюся печь и устройство постобработки, все элементы которых соединены последовательно.
Выпускное отверстие сушильной вращающейся печи соединено в трехмерном пространстве с выпускным отверстием устройства предварительной обработки и устройства защиты окружающей среды производства. Выход отходящих газов пиролизной печи соединен с устройством защиты окружающей среды. Для решения проблемы высокого энергопотребления при сухом способе переработки отработанных литиевых батарей, полный комплект оборудования также включает внешний теплообменник, установленный снаружи пиролизной печи.
Воздухозаборник внешнего теплообменника соединен с патрубком отвода высокотемпературных дымовых газов устройства защиты окружающей среды. Соединительная труба между выходом отходящих газов пиролизной печи и вращающейся печью сухого процесса снабжена изоляционной муфтой; один из отводов соединен с воздухозаборником внешнего теплообменника, а на патрубке отвода высокотемпературных дымовых газов установлено устройство регулирования потока.
Отходящие газы, образующиеся в вращающейся печи сухого процесса, поступают во внешний теплообменник пиролизного устройства через высокотемпературный выпускной патрубок дымовых газов защитного устройства, служа источником тепла для пиролизной печи.
Назначение устройства регулирования потока:
Устройство регулирования расхода на патрубке для отвода высокотемпературных дымовых газов контролирует объем высокотемпературных дымовых газов, поступающих в ответвление. Это устройство регулирует объем воздуха. Оно поддерживает температуру дымовых газов, поступающих во внешний теплообменник, на уровне от 400°C до 1000°C. В идеале она должна составлять от 500°C до 650°C. Это создает вакуумную зону. Это обеспечивает работу измельчителя и пиролизной печи без кислорода. Это предотвращает пожары и взрывы при переработке литиевых батарей.
После измельчения отработанные литиевые батареи помещаются в пиролизную печь. Там органические материалы в батареях подвергаются пиролизу. Нагрев разрушает связующее вещество ПВДФ, гексафторфосфат лития и органические растворители в отработанных литиевых батареях. В результате образуется крекинг-газ. При сжигании этого крекинг-газа образуются углекислый газ, вода, HF и другие газы.
Устройство для очистки отходящих газов содержит наноразмерный оксид кальция. Он обладает высокой активностью при рабочих температурах. Он быстро реагирует с HF, образуя фторид кальция. Это предотвращает попадание HF в атмосферу. Аналогичным образом, любые оставшиеся галогеноводороды соединяются с кальцием, образуя галогенид кальция. Устройство контроля загрязнения цементного завода обрабатывает отходящие газы. CO2 и воды. Это делается для того, чтобы соответствовать стандартам выбросов.
Переработка и утилизация отработанных литиевых батарей — важнейший шаг в управлении воздействием на окружающую среду, связанным с утилизацией батарей, и извлечении ценных материалов. В условиях растущего спроса на литий-ионные батареи переработка имеет жизненно важное значение. Они используются в электромобилях и портативной электронике. Переработка необходима для предотвращения образования опасных отходов и истощения ресурсов. Процесс переработки включает три этапа. Во-первых, сбор отработанных батарей. Затем их безопасная разборка. Наконец, извлечение таких компонентов, как литий, кобальт и никель. Эти компоненты могут быть повторно использованы в новых батареях. Технологии переработки совершенствуются. Они становятся более эффективными и дешевыми. Таким образом, извлечение материалов становится проще. Улучшение переработки способствует устойчивому развитию и созданию экономики замкнутого цикла. Это позволяет повторно использовать ресурсы и сократить потребность в сырье.