شرکت Hielscher Ultrasonics
ما خوشحال خواهیم شد که در مورد روند شما صحبت کنیم.
با ما تماس بگیرید: +49 3328 437-420
به ما ایمیل بزنید: info@hielscher.com

شستشوی اولتراسونیک بازیافت باتری و معدن شهری را تبدیل می کند

باتری های مستعمل و زباله های الکترونیکی با مواد ارزشمندی مانند لیتیوم، نیکل، منگنز و کبالت بسته بندی شده اند که برای تقاضای فزاینده در بخش های انرژی های تجدیدپذیر و خودروهای الکتریکی ضروری است. معدن شهری - فرآیند بازیابی این فلزات از باتری های دور ریخته شده و سایر زباله های الکترونیکی - مسیری امیدوارکننده برای اقتصاد دایره ای است که نیاز به استخراج بکر را کاهش می دهد و ضایعات را به حداقل می رساند. یک تکنیک کلیدی در این زمینه فراصوت است که مزایای فوق العاده ای در افزایش نرخ بازیابی فلز ، کاهش زمان پردازش و بهبود پایداری نشان داده است.

قدرت فراصوت در بازیافت باتری و معدن شهری: یک تغییر دهنده بازی برای بازیابی منابع پایدار

یک مطالعه اخیر توسط Canciani و همکاران (2024) به بررسی اثرات کاویتاسیون اولتراسونیک - امواج ضربه ای کوچک ایجاد شده توسط امواج اولتراسوند با شدت بالا - بر فرآیند شستشوی برای بازیافت باتری می پردازد. تحقیقات آنها نشان می دهد که فراصوت فقط یک پیشرفت متوسط در بازیافت سنتی نیست. این اساسا نحوه تعامل فرآیند بازیافت با مواد باتری را تغییر می دهد و آن را سریع تر، کارآمدتر و کمتر به مواد شیمیایی خشن متکی می کند.
در مورد یافته های مطالعه در زیر بیشتر بخوانید!

شستشوی اسید التراسونیک افزایش یافته با سرعت دوازده برابر سریعتر از شستشوی اسید معمولی، با توجه به عمل مکانیکی مفید حباب های حفره ترکیدن در نزدیکی سطح عمل می کند. این پدیده مخلوط کردن محلول اسیدی را بهبود می بخشد و در نتیجه خواص حمل و نقل را افزایش می دهد.

شستشوی اسید التراسونیک افزایش یافته با سرعت دوازده برابر سریعتر از شستشوی اسید معمولی، با توجه به عمل مکانیکی مفید حباب های حفره ترکیدن در نزدیکی سطح عمل می کند. این پدیده مخلوط کردن محلول اسیدی را بهبود می بخشد و در نتیجه خواص حمل و نقل را افزایش می دهد.
تصویر و مطالعه: © کانسیانی و همکاران، 2024

درخواست اطلاعات




توجه داشته باشید ما سیاست حفظ حریم خصوصی.




فراصوت در حال تبدیل بازیافت باتری و معدن شهری برای بازیابی منابع پایدار است. Sonicator UIP16000hdT به راحتی توان عملیاتی زیادی از دوغاب های زباله حاوی فلز را پردازش می کند و شستشوی فلزات گرانبها و سنگ معدن را تسهیل می کند.

The Sonicator UIP16000hdT به طور قابل اعتماد توان عملیاتی زیادی از دوغاب های زباله حاوی فلز را پردازش می کند و شستشوی فلزات گرانبها و سنگ معدن را تسهیل می کند.

چگونه فراصوت در بازیافت باتری کار می کند

کاویتاسیون آکوستیک همانطور که در اینجا در اولتراسونیک Hielscher UIP1500hdT نشان داده شده است برای شروع و ترویج واکنش های شیمیایی استفاده می شود. کاویتاسیون التراسونیک در UIP1500hdT Hielscher (1500W) ultrasonicator برای واکنش های سونوشیمیایی.در بازیافت معمولی باتری، مواد کاتدی (که حاوی فلزات ارزشمندی هستند) در یک محلول اسیدی حل می شوند، فرآیندی به نام “شستشو.” این روش امکان جداسازی و بازیابی فلزات از ساختار جامد باتری را فراهم می کند. با این حال، شستشوی معمولی زمان بر است و اغلب ساعت ها طول می کشد تا به بازیابی قابل توجه فلز دست یابد. همچنین به اسیدهای قوی و دمای بالا نیاز دارد که نگرانی هایی را در مورد اثرات زیست محیطی ایجاد می کند.
فراصوت این فرآیند را با افزودن امواج اولتراسونیک به طور مستقیم به محلول شستشو تبدیل می کند. در مطالعه منتشر شده در سال 2024 توسط Canciani و همکاران، محققان این تکنیک را با یک ماده باتری جایگزین، اکسید منگنز نیکل لیتیوم کبالت (NMC) آزمایش کردند. با استفاده از امواج اولتراسونیک در یک فرکانس و دامنه خاص، آنها دریافتند که کاویتاسیون اولتراسونیک زمان شستشو را بیش از 80٪ کاهش می دهد. این فرآیند از ساعت ها به چند دقیقه رسید و بهبود انقلابی در کارایی ارائه داد.

نقش فراصوت در افزایش شستشو: علم پشت انتقال جرم و سرعت

فراصوت فقط سرعت شستشو را افزایش نمی دهد. نحوه تعامل محلول اسیدی با ذرات باتری را تغییر می دهد. سونوگرافی با قدرت بالا میلیون ها حباب میکروسکوپی ایجاد می کند که به سرعت در محلول فرو می ریزند، پدیده ای که به عنوان کاویتاسیون شناخته می شود. این عمل نیروهای موضعی شدیدی ایجاد می کند که ذرات سطحی را تجزیه می کند و برهمکنش بین اسید و فلزات درون مواد باتری را افزایش می دهد.
به گفته کانسیانی و همکاران (2024)، این فرآیند دو اثر اصلی بر روی مواد باتری دارد: تخلخل ذرات را افزایش می دهد و اندازه آنها را کاهش می دهد و منجر به افزایش چشمگیر مساحت سطح می شود. با سطح بزرگتر، اسید می تواند به طور گسترده تری با مواد تعامل داشته باشد، بنابراین شستشوی سریعتر را تسهیل می کند. نویسندگان مشاهده کردند که حجم منافذ در نمونه های فراصوت در مقایسه با نمونه های پردازش شده به طور معمول افزایش یافته است و مسیرهای بیشتری را برای اسید برای حل کردن محتوای فلز ایجاد می کند.

فراصوت Hielscher به طور موثر جلوگیری از رکود اسید در شکاف ذرات. در طول شستشوی اولتراسونیک، حمل و نقل افزایش یافته از گونه های شسته شده به فاز مایع فله ترویج توسعه شکاف های عمیق تر در مقایسه با پردازش معمولی. در شستشوی سنتی، نفوذ اسید به شکاف ها محدود است و در نتیجه انتشار کندتر فلزات شسته شده به مایع حجیم می شود و زمان فرآیند را افزایش می دهد.

تصاویر SEM برای ذرات در زمان های مختلف شستشوی معمولی (a-c) و اولتراسونیک (d-f).
تصویر و مطالعه: © کانسیانی و همکاران، 2024

راه اندازی سونیکاتور صنعتی برای شستشوی درون خطی فلزات و سنگ معدن از زباله های الکترونیکی.

Sonicators برای شستشوی در بازیافت باتری و معدن شهری.

درخواست اطلاعات




توجه داشته باشید ما سیاست حفظ حریم خصوصی.




شستشوی اولتراسونیک: خواص حمل و نقل بهبود یافته و میکرو اختلاط

این مطالعه همچنین نشان می دهد که حفره اولتراسونیک نه تنها افزایش تماس سطح بلکه به طور قابل توجهی خواص حمل و نقل را بهبود می بخشد. اساسا، این بدان معنی است که توزیع اسید در ذرات باتری یکنواخت تر می شود، با میکرو اختلاط ناشی از کاویتاسیون که قرار گرفتن در معرض یکنواخت را تضمین می کند. این منجر به یک محیط واکنش همگن می شود و اسید را قادر می سازد تا فلزات را به طور موثرتر و یکنواخت حل کند.
یکی دیگر از یافته های قابل توجه این است که مزایای حفره اولتراسونیک فراتر از کاهش اندازه ذرات گسترش. محققان دریافتند که کاویتاسیون مکانیسم برهمکنش بین اسید و ذرات را تغییر می دهد که احتمالا به دلیل بهبود انتقال لایه مرزی است. به عبارت ساده، کاویتاسیون ضخامت لایه مایع اطراف هر ذره را کاهش می دهد و امکان انحلال سریعتر فلز را فراهم می کند.

شستشوی التراسونیک از فلزات است که با توزیع اندازه ذرات به طور قابل توجهی کوچکتر مشخص. این اندازه ذرات کوچکتر راندمان شستشو را افزایش می دهد و باعث بازیابی فلزات گرانبها، سنگ معدن و خاک های کمیاب از ضایعات باتری و در معدن شهری می شود.

توزیع اندازه ذرات پس از شستشوی اولتراسونیک و معمولی
تصویر و مطالعه: © کانسیانی و همکاران، 2024

مزایای معدن شهری و پایداری

اثربخشی فراصوت در بازیافت باتری دارای پتانسیل عظیمی برای آینده معدن شهری و بازیابی منابع پایدار. یافته های Canciani و همکاران (2024) نشان می دهد که فراصوت جایگزین یا کاهش اتکا به شیوه های مخرب محیط زیست می شود:

  • کاهش استفاده از مواد شیمیایی: شستشوی التراسونیک افزایش یافته اجازه می دهد تا برای استفاده از حلال های سبزتر مانند اسید استیک به جای اسیدهای سخت تر به طور معمول برای شستشوی معمولی مورد نیاز.
  • کاهش انرژی مورد نیاز: با فراصوت ، شستشو به سرعت در دمای اتاق به جای نیاز به گرمایش طولانی مدت رخ می دهد ، که مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش می دهد.
  • افزایش بازیابی مواد: تعامل سطح بهبود یافته و تخلخل پیشرفته، نرخ بازیابی فلزات ارزشمند را به حداکثر می رساند و فرآیند بازیافت را از نظر اقتصادی مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست می کند.

تأثیر گسترده تر بر صنعت باتری

با گسترش خودروهای برقی و فناوری های انرژی های تجدیدپذیر، تقاضا برای باتری ها و در نتیجه فلزات درون آنها در حال افزایش است. معدن شهری با بازیافت فراصوت پیشرفته ارائه می دهد وسیله ای برای بازیابی پایدار این فلزات, کاهش بار زیست محیطی در معدن و ارائه یک رویکرد حلقه بسته به تولید باتری و دفع.
مقیاس تا روش های بازیافت مبتنی بر فراصوت، بهینه سازی ترکیبات حلال، و پالایش استفاده از امواج اولتراسونیک بهره وری را بیشتر افزایش می دهد. Hielscher مافوق صوت با کمال میل پیکربندی سونیکاتور درون خطی ایده آل برای فرآیند شستشوی خود را توصیه. همین حالا با ما تماس بگیرید!

 

در این ویدئو ما یک سیستم اولتراسونیک 2 کیلووات را برای عملکرد درون خطی در یک کابینت قابل پاکسازی به شما نشان می دهیم. Hielscher تامین تجهیزات اولتراسونیک به تقریبا تمام صنایع، مانند صنایع شیمیایی، دارویی، لوازم آرایشی، فرآیندهای پتروشیمی و همچنین برای فرآیندهای استخراج مبتنی بر حلال. این کابینت از جنس استنلس استیل قابل پاکسازی برای کار در مناطق خطرناک طراحی شده است. برای این منظور، کابینت مهر و موم شده را می توان توسط مشتری با نیتروژن یا هوای تازه پاکسازی کرد تا از ورود گازها یا بخارات قابل اشتعال به کابینت جلوگیری شود.

2x 1000 وات Ultrasonicators در کابینت Purgeable برای نصب و راه اندازی در مناطق خطرناک

تصویر کوچک ویدیو

 

چرا Hielscher اولتراسونیک?

  • راندمان بالا
  • تکنولوژی روز
  • قابلیت اطمینان & نیرومندی
  • کنترل فرآیند قابل تنظیم و دقیق
  • دسته & درون خطی
  • برای هر حجمی
  • نرم افزار هوشمند
  • ویژگی های هوشمند (به عنوان مثال، قابل برنامه ریزی، پروتکل داده ها، کنترل از راه دور)
  • آسان و ایمن برای کار
  • تعمیر و نگهداری کم
  • CIP (تمیز کردن در محل)

طراحی، ساخت و مشاوره – کیفیت ساخت آلمان

مافوق صوت Hielscher به خوبی برای بالاترین کیفیت و استانداردهای طراحی خود را شناخته شده. استحکام و بهره برداری آسان اجازه می دهد تا ادغام صاف از ultrasonicators ما به امکانات صنعتی. شرایط خشن و محیط های خواستار به راحتی توسط مافوق صوت Hielscher رسیده.

Hielscher اولتراسونیک یک شرکت دارای گواهینامه ISO است و تاکید ویژه ای بر مافوق صوت با کارایی بالا با ویژگی های دولت از هنر فن آوری و کاربر پسند قرار داده است. البته، مافوق صوت Hielscher مطابق با CE و دیدار با الزامات UL، CSA و RoHs.

جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت ما می دهد:

حجم دسته ای نرخ جریان دستگاه های توصیه شده
10 تا 2000 میلی لیتر 20 تا 400 میلی لیتر در دقیقه تا 200 هرتز، UP400St
0.1 تا 20 لیتر 0.2 تا 4 لیتر در دقیقه UIP2000hdT
10 تا 100 لیتر 2 تا 10 لیتر در دقیقه UIP4000hdT
15 تا 150 لیتر 3 تا 15 لیتر در دقیقه UIP6000hdT
ن.ا. 10 تا 100 لیتر در دقیقه UIP16000
ن.ا. بزرگتر خوشه ای از UIP16000

اطلاعات بیشتر بخواهید

لطفا از فرم زیر برای درخواست اطلاعات بیشتر در مورد پردازنده های اولتراسونیک، برنامه ها و قیمت استفاده کنید. ما خوشحال خواهیم شد که روند شما را با شما در میان بگذاریم و یک سیستم اولتراسونیک را به شما ارائه دهیم که نیازهای شما را برآورده کند!









لطفا توجه داشته باشید که ما سیاست حفظ حریم خصوصی.




هموژنایزرهای مافوق صوت با برش بالا در آزمایشگاه، نیمکت بالا، خلبان و پردازش صنعتی استفاده می شود.

Hielscher مافوق صوت تولید کننده هموژنایزرهای مافوق صوت با کارایی بالا برای مخلوط کردن برنامه های کاربردی، پراکندگی، امولسیون و استخراج در آزمایشگاه، خلبان و مقیاس صنعتی.



ادبیات / منابع

پرسش و پاسخهای متداول

فرآیند شستشو چیست؟

فرآیند شستشوی روشی است که برای استخراج فلزات ارزشمند از مواد جامد با حل کردن آنها در یک حلال مایع، معمولا یک محلول اسیدی، استفاده می شود. این روش ماتریس جامد را تجزیه می کند و به یون های فلزی اجازه می دهد وارد محلول شوند و از آنجا می توان آنها را بیشتر تصفیه و بازیابی کرد. شستشو به طور گسترده ای در معدن و بازیافت برای بازیابی فلزات از سنگ معدن و مواد زائد استفاده می شود.

تفاوت بین استخراج و شستشو چیست؟

استخراج و شستشو هر دو به فرآیندهایی اطلاق می شود که برای جداسازی مواد ارزشمند از یک ماده جامد استفاده می شود، اما از نظر روش ها و زمینه ها متفاوت هستند. استخراج به طور کلی به طیف وسیع تری از تکنیک های مورد استفاده برای حذف یک ماده خاص اشاره دارد که اغلب از حلال ها برای جدا کردن آن از سایر اجزا استفاده می شود و می تواند شامل روش های مختلف فیزیکی، شیمیایی یا حرارتی باشد. از طرف دیگر ، شستشو نوع خاصی از استخراج است که شامل حل کردن فلزات یا سایر املاح از یک جامد به مایع است ، معمولا از طریق استفاده از محلول اسیدی یا قلیایی. شستشو معمولا در فرآیندهای معدن، متالورژی و بازیافت استفاده می شود. در حالی که استخراج می تواند برای مواد مختلفی اعمال شود، شستشوی به طور خاص شامل حذف انتخابی مواد محلول از جامدات با استفاده از حلال های مایع است.

مواد معمولی مورد استفاده برای شستشو چیست؟

مواد معمولی که برای شستشوی استفاده می شوند بسته به مواد در حال پردازش شامل **اسیدها**، **قلیایی ها** و **حلال ها** هستند. عوامل شستشوی رایج عبارتند از:

  1. اسیدهای:
    • اسید سولفوریک: اغلب در استخراج مس، نیکل و اورانیوم استفاده می شود.
    • اسید کلریدریک : در شستشوی فلزاتی مانند مس و طلا استفاده می شود.
    • اسید نیتریک: به طور معمول در شستشوی فلزات گرانبها به ویژه طلا و نقره استفاده می شود.
    • اسید استیک: گاهی اوقات در فرآیندهای شستشوی سازگار با محیط زیست یا آلی استفاده می شود.
  2. قلیایی ها:
    هیدروکسید سدیم (سود پرک): در استخراج آلومینا از سنگ معدن بوکسیت یا در شستشوی فلزات خاصی مانند طلا و روی استفاده می شود.
  3. حلال:
    • سیانید: معمولا در استخراج طلا و نقره برای شستشوی طلا از سنگ معدن (سیانیداسیون) استفاده می شود.
    • آمونیاک: در شستشوی مس و سایر فلزات پایه استفاده می شود.

این مواد به حل شدن فلزات یا مواد معدنی خاص از سنگ معدن ، مواد زائد یا سایر مواد جامد کمک می کنند و بازیابی مواد ارزشمند را تسهیل می کنند.


اولتراسونیک با کارایی بالا! محدوده محصول Hielscher طیف کاملی از اولتراسونیک آزمایشگاه جمع و جور بیش از واحدهای نیمکت بالا به سیستم های اولتراسونیک کامل صنعتی را پوشش می دهد.

Hielscher مافوق صوت تولید کننده هموژنایزرهای مافوق صوت با کارایی بالا از ازمایشگاه ها تا اندازه صنعتی.

ما خوشحال خواهیم شد که در مورد روند شما صحبت کنیم.

Let's get in contact.