Лінія переробки літієвих акумуляторів методом карбонізації URSTAG

Поглиблена термічна обробка відпрацьованих літієвих батарей контрольованим піролізом, відома в галузі переробки також як карбонізація, видаляє з батареї електроліти, зв’язувальне PVDF і сепаратор ще до етапу механічної сепарації. Лінія переробки літієвих батарей методом карбонізації дає сухий прожарений матеріал без летких органічних складників, який механічно розділяється значно ефективніше й чистіше за батареї без піролізу.

Лінія карбонізації з обертовою чи тунельною піччю - вибір операторів, для яких чистота чорної маси та якісне розділення важливіші за простий шредер із неоптимізованою сепарацією. Контрольована термічна обробка готує матеріал до подальшого гідрометалургійного вилучення. Перегляньте повний асортимент обладнання для переробки та повну інтеграцію в потік.

Ключові переваги карбонізації в переробці літієвих батарей

• Електроліти видалені повністю, карбонізація випаровує й спалює електроліти в печі, знімаючи ризик забруднення чорної маси органічними залишками.

• PVDF і сепаратор видалені, полімерне зв’язувальне електродів і плівка сепаратора розкладаються в печі, залишаючи активний матеріал чистим.

• Ефективніша механічна сепарація, сухий прожарений матеріал розділяється просіюванням та електростатичною сепарацією значно ефективніше, ніж непіролізовані батареї із залишками полімерів.

• Чистіша чорна маса, чистота чорної маси з попередньо прожареного матеріалу вища, ніж при прямій сепарації без термічної обробки.

• Очищення піролізних газів, органічні та кислотні гази з печі очищаються допалюванням, скрубером і фільтрацією через активоване вугілля.

• Захист N₂ при першому розкритті, перший етап подрібнення в азоті знімає пожежний ризик залишкових електролітів.

• Керування температурним профілем через ПЛК, температура й тривалість обробки налаштовуються під хімію батареї, що переробляється.

• Безперервний або періодичний режим, залежно від конфігурації та наявного обсягу.

Технічні характеристики, лінія переробки літієвих батарей методом карбонізації

Застосування та переваги термічної обробки літієвих батарей

Лінію карбонізації обирають оператори, які постачають чорну масу гідрометалургійним заводам зі суворими вимогами до складу. Наявність залишків PVDF чи частково випарених електролітів у чорній масі знижує вихід гідропроцесу й може створювати проблеми при кислотному вилуговуванні; їх видалення попереднім піролізом дає "зручнішу для гідропроцесу" й краще оплачувану чорну масу.

Літій-іонні батареї класифікуються як небезпечні відходи через електроліти на основі гексафторфосфату літію (LiPF₆) та органічні розчинники; лінія карбонізації, що постачається в Європу, спроєктована відповідно до вимог Регламенту (ЄС) 2023/1542 про батареї. Щодо повної інтеграції дивіться також комплексні рішення за галузями.

Карбонізація вирішує й проблему зчеплення активного матеріалу з електродом: у необроблених батареях активний матеріал утримується на металевій фользі за допомогою PVDF, міцного полімеру. Під час карбонізації PVDF термічно розкладається, повністю вивільняючи активний матеріал із фольги. Тому відділення чорної маси від мідної та алюмінієвої фольги на механічному етапі виходить значно повнішим, з вищим виходом.

Температура карбонізації обирається за хімією батареї: LFP потребує інших параметрів, ніж NMC чи LiCoO₂. Лінія з температурним профілем під керуванням ПЛК дозволяє змінювати налаштування під кожну партію, і це серйозна перевага для операторів, які приймають змішані батареї різної хімії й мають давати чорну масу сталої якості для кількох покупців.

Очищення газів тут вимогливіше, ніж на простій лінії подрібнення, бо піролізні гази містять HF (від розкладання LiPF₆), леткі органічні сполуки та дрібні частки. Камера допалювання окислює органічні сполуки; лужний скрубер нейтралізує HF; фільтри з активованим вугіллям вловлюють залишкові сліди; каталітичне допалювання завершує очищення газу перед викидом. Ця послідовність обов’язкова для відповідності європейським нормам щодо викидів.

Експлуатаційна перевага карбонізації - зменшення обсягу матеріалу для механічного етапу: вода, електроліти та полімери, випарені в печі, зменшують загальну масу на відчутний відсоток. Тож механічна сепарація працює з сухішим, одноріднішим матеріалом з меншою кількістю забруднень, а це чистіші сита, ефективніші сепаратори та менше обслуговування.

Порівняння: з карбонізацією та без неї

Як це працює

1. Розряджені батареї подаються на вхідний конвеєр і, за потреби, попередньо подрібнюються в N₂.

2. Матеріал надходить у піч карбонізації з контрольованим температурним профілем; електроліти, PVDF і сепаратор випаровуються.

3. Гази очищаються в камері допалювання, лужному скрубері та на активованому вугіллі.

4. Охолоджений прожарений матеріал просіюється для відділення сирої чорної маси.

5. Дробарка вивільняє чорну масу зі шматків фольги, що залишилися; магнітний сепаратор витягує сталь.

6. Електростатичний сепаратор або потік повітря відділяє мідь від алюмінію в металевій фракції.

Система ПЛК керує температурним профілем печі, витратою газу та всіма параметрами сепарації. Добре налаштована лінія дає чорну масу сталої специфікації, партія за партією, для постачання афінажним заводам із задокументованими вимогами.

Часті запитання

Що означає карбонізація відпрацьованих літієвих батарей у контексті переробки?

Карбонізація - це контрольована термічна обробка (піроліз), яка випаровує електроліти, розкладає зв’язувальне PVDF і видаляє сепаратор із батареї, даючи сухий чистий прожарений матеріал. Лінія розділяє механічні фракції з попередньо прожареного матеріалу ефективніше й чистіше, ніж із батарей без термічної обробки.

Якої чистоти чорну масу вона дає порівняно з лінією без піролізу?

Чорна маса після піролізу має значно менший вміст залишкової органіки (PVDF, електроліти), ніж при прямій сепарації. Це означає кращий вихід при гідрометалургійному вилуговуванні та кращу ціну на афінажних заводах. Для батарей NMC і NCA з високим вмістом PVDF різниця в чистоті найпомітніша.

Які гази утворюються і як їх очищають?

Гази від карбонізації містять HF (з LiPF₆), леткі органічні сполуки та CO₂. Повне очищення включає допалювання за високих температур, лужний скрубер для нейтралізації HF, фільтри з активованим вугіллям і каталітичне допалювання залишкових слідів.

Чи можна переробляти суміш батарей різної хімії?

Так, через налаштування температурного профілю печі. Сортування за хімією перед карбонізацією дає чорну масу одноріднішого складу, яку легше продати афінажним заводам зі суворими вимогами. Для змішаних батарей профіль обирається за переважною хімією в партії.

Чому URSTAG?

URSTAG - це преміальний бренд обладнання для переробки з понад 15 роками досвіду. Разом із машиною ви отримуєте рішення, спроєктоване фахівцями, зібране з компонентів найвищого рівня та підкріплене командою, яка супроводжує вас від проєктування до введення в експлуатацію.

• Європейська інженерія - кожна машина та кожна повна лінія проєктується нашими інженерними командами в Європі, з акцентом на надійність, безпеку та енергоефективність.

• Преміальні компоненти - ми будуємо на двигунах і автоматиці від лідерів галузі: Siemens, Schneider Electric, ABB, WEG, SEW-Eurodrive, NORD Drivesystems і Bonfiglioli.

• Понад 15 років досвіду - ми знаємо, як матеріали та машини поводяться в реальній експлуатації, і конфігуруємо кожне рішення під ваш потік і обсяг.

• Нове обладнання, налаштоване під вас - ми постачаємо нові установки, виготовлені на замовлення під ваше застосування, з повною технічною документацією.

• Доставка, монтаж і навчання включені - ми беремо на себе транспортування, введення в експлуатацію та навчання операторів, з підтримкою протягом усього терміну служби обладнання.

Як преміальний бренд, URSTAG спирається на європейську інженерію, компоненти найвищого рівня та досвід. Ви обираєте партнера, який підтримує ваше виробництво в довгостроковій перспективі, з обладнанням, створеним для надійної роботи у важких промислових умовах.