Ultraheli muudab liitium-ioonaku ringlussevõtu tõhusamaks

Liitium on napp ja väga väärtuslik materjal, mida leidub suure jõudlusega akudes, näiteks liitiumioonakudes. Liitium on kõige väärtuslikum materjal, mida liitiumioonakude ringlussevõtul taaskasutatakse, kuid ka muud mineraalid ja metallid nagu koobalt, mangaan, nikkel, vask ja alumiinium on taaskasutamiseks väärtuslikud metallid. Suure intensiivsusega ultraheli kasutatakse suure nihkega segamise ja leostumise tehnikana, et ekstraheerida, eemaldada ja lahustada väärtuslikke mineraale ja metalle kasutatud patareidest. Ultrahelitöötlusmeetod on väga tõhus, energiatõhus ja on kergesti kättesaadav paigaldamiseks täielikult kaubanduslikesse ringlussevõturajatistesse.

Ülevaade: liitiumioonakude ringlussevõtu protsess

Väärismetallide ja kasutatud liitiumioonakude materjalide ringlussevõtuprotsess hõlmab tavaliselt mitut etappi. Siin on üldine ülevaade:

1. Kogumine ja sorteerimine: Kasutatud liitiumioonakud kogutakse ja sorteeritakse vastavalt nende tüüpidele ja keemiatoodetele.
2. Demonteerimine: Esiteks purustatakse aku plastkate ja eemaldatakse. Seejärel pannakse paljas aku vedelasse lämmastikku, et neutraliseerida reaktiivseid plahvatusohtlikke aineid. See samm tagab, et välditakse kogu salvestatud energia järsku vabanemist ja sellele järgnevat süttimist ja plahvatust. Seejärel demonteeritakse patareid, et eraldada erinevad komponendid, nagu katood, anood, elektrolüüt ja korpus.
3. Purustamise: Demonteeritud patareid purustatakse väiksemateks tükkideks, et suurendada järgmiste protsesside pindala.
4. Elektroodide delamineerimine: Enne metalli ekstraheerimist tuleb eraldatud elektroodid, st katood ja anood, täiendavalt lahti võtta. Kuna katoodimaterjal kleepub alumiiniumfooliumile tavaliselt sideaine, tavaliselt polüvinülideenfluoriidi (PVDF) või polütetrafluoroetüleeni (PTFE) abil, on katoodi ja alumiiniumfooliumi eemaldamine üksteisest keeruline ülesanne.
5. Keemiline töötlemine: Purustatud aku komponendid läbivad erinevate materjalide lahustamiseks ja eraldamiseks mitmesuguseid keemilisi töötlusi. See võib hõlmata leostumist happe või muude lahustitega, et ekstraheerida väärtuslikke metalle nagu liitium, koobalt, nikkel ja vask.
6. Taaskasutamine ja puhastamine: Seejärel taaskasutatakse lahustunud metallid lahusest selliste protsesside abil nagu sadestamine, lahusti ekstraheerimine või elektrokeemilised meetodid. Need sammud aitavad väärismetalle puhastada ja kontsentreerida.

Väärismetallide taaskasutamine paranes ultrahelitöötlusega

Võimsuse ultraheli võib suurendada väärismetallide ja -materjalide elektroodide delamineerimise ja leostumise etappe, intensiivistades reaktsioone, muutes seeläbi taastumisprotsessi oluliselt tõhusamaks. Ultraheli, see on tehnika, mis kasutab suure intensiivsusega ultraheli laineid, et luua mehaanilisi vibratsioone ja akustilist kavitatsiooni vedelas keskkonnas. Ultraheli tugevaid jõude kasutatakse väärismetallide ringlussevõtu protsessi parandamiseks kasutatud Li-ion patareidest mitmel viisil:
 

1. Lagunemine: Ultraheli lagundab purustatud aku materjalid nii, et tekivad väiksemad osakesed. Väiksematel osakestel on suurem pindala, mis muudab kemikaali leostumise tõhusamaks, aidates kaasa väärtuslike metallide vabanemisele.
2. Parem leostumine: Ultraheli kasutamine leostumisprotsesside ajal võib suurendada tahke materjali ja leostuslahuse vahelist kontakti, suurendades metalli ekstraheerimise efektiivsust. Ultraheli leostumine soodustab metallide ekstraheerimist ja suurendab metallide ja mineraalide, nagu koobalt, mangaan, nikkel, vask ja alumiinium, taaskasutamise saagist.
3. Parem elektroodide delaminatsioon: Aku ringlussevõtu ajal elektroodide delamineerimise eesmärk on eraldada erinevad komponendid, nagu elektroodid, elektrolüüdid ja separaatorid, et neid saaks eraldi edasi töödelda või ringlusse võtta. Ultraheli aitab eemaldada ja eemaldada katteid elektroodist. Sonomehaanilised jõud soodustavad elektroodide kihtide tõhusat eraldamist.
4. Kiirendatud reaktsioonid: Ultraheli soodustab kiiremat ja põhjalikumat segamist, mis võib kiirendada keemilisi reaktsioone metallide taaskasutamise ja puhastamise etappidel.
5. Väiksem energiatarbimine: Ultraheli võib suurendada protsessi efektiivsust, vähendades kasutatud patareidest metallide taaskasutamiseks vajalikku aega ja energiat.

 
Ultraheli võib mängida kasulikku rolli väärismetallide ja kasutatud liitiumioonakude materjalide ringlussevõtu protsessi parandamisel, suurendades ringlussevõtu protsessi erinevate etappide tõhusust ja tõhusust.
Ultraheli metallide leostumise ja elektroodide delamineerimise protsessietappe saab kohandada individuaalsetele ringlussevõtuprotsessidele, mis võivad varieeruda, kuna Li-ion aku ringlussevõtule spetsialiseerunud ettevõtted arendavad ja muudavad oma protsesse kõrgeima efektiivsusega.

Ultraheli kavitatsioon katoodi eraldamiseks

Ultraheli eraldab katoodimaterjalid alumiiniumfooliumist akustilise kavitatsiooni mõjul. Akustilise või ultraheli kavitatsiooni määravad lokaalselt esinevad kõrged rõhud, kõrged temperatuurid ja nende järgnevad langused, mille tulemuseks on vastavad rõhu ja temperatuuri erinevused, samuti intensiivsed mikroturbulentsid ja suure nihkega mikrojoad. Need kavitatsioonijõud mõjutavad pinnapiire, soodustavad massiülekannet ja põhjustavad erosiooni. Selliste intensiivsete keemilise, füüsikalise, termilise ja mehaanilise jõu tekitamine loob ultraheli kavitatsiooni vajaliku agitatsiooni ja massiülekande, et purustada liitium-ioonakudes kasutatav orgaaniline sideaine struktuur katoodi kinnitamiseks kollektori / alumiiniumfooliumiga.
Kuigi mehaaniline segamine, näiteks ainult segamine, ei ole piisav katoodimaterjali tõhusaks eemaldamiseks alumiiniumfooliumist, tagab suure intensiivsusega ultraheliuuring vajaliku sonokeemilise ja sonomehaanilise energia katoodimaterjali täielikuks eemaldamiseks kollektoritest. Erinevalt mehaanilisest segamisest tekitab ultraheli kavitatsioon intensiivseid turbulentsi, lokaalselt kõrgeid temperatuure ja rõhku, samuti agitatsiooni-, voogesitus- ja vedelikujoad, mis lagundavad sideainet, nt PVDF või PTFE, mis ühendavad katoodi Al-fooliumiga ja õõnestavad nii katoodi kui ka Al-fooliumi pinda. Seega on mõlema materjali vaheline sideaine korralikult hävitatud ning katood ja alumiiniumfoolium on tõhusalt eraldatud.
Näiteks ultraheli eraldamine toob kaasa katoodi eemaldamise kõrge efektiivsuse 99%, kasutades N-metüül-2-pürrolidooni (NMP) lahustina temperatuuril 70 ° C (240 W ultraheli võimsus ja 90 min ultraheli töötlemise aeg). Kuna ultraheli katoodide eraldamine hajutab materjali ühtlaselt ja takistab suuremaid aglomeraate, hõlbustatakse järgnevat metalli leostumisprotsessi.
Loe lähemalt ultraheli elektroodide delamineerimise kohta, et taastada aktiivsed materjalid ja praegused kollektorfooliumid!

Mineraalide ultraheli leostumine

Ülalkirjeldatud ultraheli kavitatsiooniefektid soodustavad ka metallide leostumist kasutatud patareidest. Suure intensiivsusega ultraheli ei kasutata mitte ainult mineraalide taaskasutamiseks aku ringlussevõtul, vaid seda kasutatakse sageli ka hüdrometallurgias ja väärismaakide leostumisel (nt kaevandusjäätmed). Kõrged lokaliseeritud temperatuurid, rõhud ja nihkejõud intensiivistavad metalli leostumist ja suurendavad märkimisväärselt leostumise efektiivsust. Kui kavitatsioonilistes kuumades kohtades esineb lokaliseeritud väga äärmuslikke temperatuure kuni 1000 K, siis üldised leostumistingimused nõuavad ainult kerget temperatuuri umbes 50-60 °C. See muudab ultraheli metallide taaskasutamise energiatõhusaks ja ökonoomseks.
Mineraalide ultraheli leostumist kasutatud Li-ion patareidest iseloomustab kõrge taastumismäär ja efektiivsus. Näiteks väävelhapet (H2SO4) kasutati edukalt leostusainena vesinikperoksiidi (H2O2) juuresolekul katoodi ultraheli mineraalide taaskasutamise ajal. Väävelhappega ultraheli leostumise tulemuseks oli koobalti puhul 94,63% ja liitiumi puhul 98,62%.
Ultraheli leostumine orgaanilise sidrunhappega (C6H8O7· H2O) tulemuseks on väga kõrge vase ja liitiumi saagis, saades kasutatud liitiumioonakudest 96% vaske ja peaaegu 100% liitiumi.

Lihtne ja ohutu: ultraheli laiendamine teostatavuskatsetest tööstusliku ringlussevõtuni

Suure jõudlusega ultraheli seadmed Li-ion aku ringlussevõtuks on kergesti kättesaadavad pink-top, piloot- ja tööstuspaigalduseks. Kuna ultraheli katoodide eraldamine ja mineraalide ultraheli leostumine kasutatud patareidest on juba loodud protsessid, on protsess alates esimestest katsetest, optimeerimine teie konkreetsete protsessinõuetega ja täielikult tööstusliku ultraheli eraldamise ja / või leostamise süsteemi paigaldamine kiire ja lihtne.
Loe lähemalt ultraheli leostumise eelistest aku säästvaks ringlussevõtuks ja linna kaevandamiseks!

Suure jõudlusega ultrasonikaatorid aku ringlussevõtuks

Hielscher Ultrasonics varustab suure jõudlusega ultrasonikaatoreid igas suuruses ja võimsuses. UIP16000 (16kW) abil toodab Hielscher kõige võimsamat ultraheli protsessorit kogu maailmas. Nii UIP16000 kui ka kõik muud tööstuslikud ultraheli süsteemid võivad olla kergesti klastrid vajaliku töötlemisvõimsusega. Kõik Hielscheri ultrasonikaatorid on ehitatud 24/7 tööks täiskoormusel ja nõudlikes keskkondades.
Hielscher Ultrasonics’ Tööstuslikud ultraheli protsessorid võivad pakkuda väga kõrgeid amplituudi. Amplituudid kuni 200 μm saab hõlpsasti pidevalt käivitada 24/7 operatsioonis. Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid.

Ultraheli sondid ja Sono-reaktorid mis tahes mahu jaoks

Hielscher Ultrasonics tootevalik hõlmab kogu ultraheli protsessorite spektrit kompaktsetest labori ultrasonikaatoritest üle pink-top ja pilootsüsteemide kuni täielikult tööstuslike ultraheli protsessoriteni, mis suudavad töödelda veoautode koormust tunnis. Täielik tootevalik võimaldab meil pakkuda teile kõige sobivamaid ultraheli seadmeid teie rakenduse, protsessi võimsuse ja tootmiseesmärkide jaoks.

Täpselt kontrollitavad amplituudid optimaalsete tulemuste saavutamiseks

Kõik Hielscheri ultraheli protsessorid on täpselt kontrollitavad ja seega usaldusväärsed tööhobused R-is&D ja tootmine. Amplituud on üks olulisi protsessi parameetreid, mis mõjutavad sonokeemiliselt ja sonomehaaniliselt indutseeritud reaktsioonide tõhusust ja tõhusust. Kõik Hielscheri ultraheli’ Protsessorid võimaldavad amplituudi täpset seadistamist. Sonotroodid ja võimendussarved on tarvikud, mis võimaldavad amplituudi muuta veelgi laiemas vahemikus. Hielscheri tööstuslikud ultraheli protsessorid võivad pakkuda väga kõrgeid amplituudid ja pakkuda vajalikku ultraheli intensiivsust nõudlike rakenduste jaoks. Amplituudid kuni 200 μm saab hõlpsasti pidevalt käivitada 24/7 operatsioonis.
Täpsed amplituudi seaded ja ultraheli protsessi parameetrite püsiv jälgimine nutika tarkvara kaudu annavad teile võimaluse eraldada katood alumiiniumfooliumist, samuti leostuda mineraale ja metalle kasutatud Li-ion patareidest kõige tõhusamates ultraheli tingimustes. Optimaalne ultrahelitöötlus kõige tõhusama Li-ion aku ringlussevõtuks!
Hielscheri ultrssonikaatorite vastupidavus võimaldab 24/7 operatsiooni raskeveokite ja nõudlikes keskkondades. See muudab Hielscheri sonikaatorid usaldusväärseks töövahendiks, mis vastab teie ringlussevõtu protsessi nõuetele.

Kõrgeim kvaliteet – Disainitud ja toodetud Saksamaal

Pereettevõttena ja pereettevõttena seab Hielscher oma ultraheli protsessorite jaoks esikohale kõrgeimad kvaliteedistandardid. Kõik ultrasonikaatorid on projekteeritud, valmistatud ja põhjalikult testitud meie peakontoris Teltowis Berliini lähedal, Saksamaal. Hielscheri ultraheli seadmete töökindlus ja usaldusväärsus muudavad selle teie tootmises tööhobuseks. 24/7 töö täiskoormusel ja nõudlikes keskkondades on Hielscheri suure jõudlusega ultraheli sondide ja reaktorite loomulik omadus.

Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:

Faktid, mida tasub teada

Mis on liitium-ioonakud?

Liitium-ioonaku, ka liitiumioonaku, on teatud tüüpi laetav aku. Võrreldes plii- ja niklipõhiste patareidega kasutavad liitium-ioonseadmed juhina katoodi, anoodi ja elektrolüüti.
Nagu kõik patareid, salvestavad ka liitiumioonakud keemilist energiat, mis seejärel muundatakse elektrienergiaks, et tagada staatiline elektrilaeng.
Liitiumioonakusid kasutatakse tavaliselt kaasaskantava elektroonika, näiteks sülearvutite, nutitelefonide ja elektrisõidukite jaoks. Li-ion akude kasutamine tekitab ka sõjaväe- ja kosmoseettevõtete kasvavat huvi.