लिथियम एक दुर्लभ और अत्यधिक मूल्यवान सामग्री है जो उच्च प्रदर्शन वाली बैटरियों में मौजूद है, जैसे ली-आयन बैटरी। लिथियम सबसे मूल्यवान सामग्री है कि ली आयन बैटरी रीसाइक्लिंग में बरामद किया जाता है, लेकिन यह भी अंय खनिजों और धातुओं जैसे कोबाल्ट, मैंगनीज, निकल, तांबा और एल्यूमीनियम वसूली के लिए मूल्यवान धातुओं रहे हैं । उच्च तीव्रता वाले अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग उच्च कतरनी आंदोलन और लीचिंग तकनीक के रूप में किया जाता है ताकि खर्च की गई बैटरियों से मूल्यवान खनिजों और धातुओं को निकालने, हटाने और भंग किया जा सके। सोनीशन विधि अत्यधिक प्रभावोत्पादक, ऊर्जा कुशल है, और पूर्ण वाणिज्यिक रीसाइक्लिंग सुविधाओं में स्थापना के लिए आसानी से उपलब्ध है।

अवलोकन: ली आयन-बैटरी रीसाइक्लिंग प्रक्रिया

रीसाइक्लिंग प्रक्रियाएं अलग-अलग हो सकती हैं क्योंकि ली-आयन बैटरी रीसाइक्लिंग में विशेषज्ञता रखने वाली कंपनियां अपनी प्रक्रियाओं को उच्चतम दक्षता में विकसित और संशोधित करती हैं। हालांकि, बैटरी से लिथियम जैसी मूल्यवान सामग्रियों को पुनर्नवित करने के लिए, निम्नलिखित चरणों की आवश्यकता है:
सबसे पहले बैटरी का प्लास्टिक कवर तोड़कर उसे हटा दिया जाता है। बाद में, प्रतिक्रियाशील, विस्फोटक पदार्थों को बेअसर करने के लिए नग्न बैटरी को तरल नाइट्रोजन में डाल दिया जाता है। यह कदम यह सुनिश्चित करता है कि सभी संग्रहीत ऊर्जा की अचानक रिहाई और बाद में इग्निशन और विस्फोट से जुड़े को रोका जाए।
इन प्रेयर स्टेप्स के बाद बैटरी को फिर एक लैक पर रखा जाता है, जहां बैटरी को आरी से खोला जाता है, ताकि बाहरी खोल को हटाया जा सके। बैटरी के कोर के नीचे छीन लिया, कैथोड, एनोड, और विभाजक निकाला और एक ओवन में रखा जाता है, जहां वे लगभग 60-120 डिग्री सेल्सियस पर 24 घंटे के लिए सूख रहे हैं । धातु निकालने के उपचार से पहले, अलग इलेक्ट्रोड, यानी कैथोड और एनोड, आगे अलग किया जाना चाहिए । चूंकि कैथोड सामग्री आम तौर पर एक बांधने की मशीन, आमतौर पर पॉलीविनाइलाइडीन फ्लोराइड (पीवीडीएफ) या पॉलीटेट्राफ्लोरोएथिलीन (पीटीएफई) द्वारा एल्यूमीनियम फॉयल का पालन किया जाता है, इसलिए कैथोड और एल्यूमीनियम पन्नी को एक दूसरे से हटाना एक मुश्किल काम है। पन्नी से कैथोड सामग्री को ठीक से अलग करने के लिए, अल्ट्रासोनिक पृथक्करण एक अत्यधिक कुशल, तेजी से और किफायती उपचार साबित हुआ है। लेकिन अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया गहनता यहीं नहीं रुकती। कोबाल्ट, मैंगनीज, निकल, कॉपर और एल्यूमीनियम जैसे धातुओं और खनिजों की अल्ट्रासोनिक लीचिंग धातु निष्कर्षण को बढ़ावा देती है और बरामद धातुओं की उपज को बढ़ाती है।

कैथोड सेपरेशन के लिए अल्ट्रासोनिक कैविटेशन

अल्ट्रासोनिकेशन ध्वनिक कैविटेशन के प्रभाव से एल्यूमीनियम पन्नी से कैथोड सामग्री को अलग करता है। ध्वनिक या अल्ट्रासोनिक कैविटेशन स्थानीय रूप से होने वाले उच्च दबाव, उच्च तापमान और उनके बाद की बूंदों के परिणामस्वरूप संबंधित दबाव और तापमान अंतर के साथ-साथ तीव्र सूक्ष्म अशांति और उच्च कतरनी माइक्रो-जेट विमानों द्वारा निर्धारित किया जाता है। ये कैविटेशनल ताकतें सतह की सीमाओं को प्रभावित करती हैं, बड़े पैमाने पर हस्तांतरण को बढ़ावा देती हैं और क्षरण का कारण बनती हैं। रासायनिक, भौतिक, थर्मल और यांत्रिक प्रकृति की ऐसी तीव्र ताकतों का सृजन, अल्ट्रासोनिक कैविटेशन आवश्यक आंदोलन और जन हस्तांतरण लिथियम आयन बैटरी में इस्तेमाल कार्बनिक बांधने की मशीन को तोड़ने के लिए कलेक्टर/एल्यूमीनियम पन्नी को कैथोड उतारना बनाता है ।
जबकि यांत्रिक आंदोलन जैसे अकेले सरगर्मी एल्यूमीनियम पन्नी से प्रभावी रूप से कैथोड सामग्री को अलग करने के लिए अपर्याप्त है, उच्च तीव्रता वाले अल्ट्रासोनिकेशन कलेक्टरों से कैथोड सामग्री को पूरी तरह से हटाने के लिए आवश्यक सोनोकेमिकल और सोनोमेचनिक ऊर्जा प्रदान करता है। यांत्रिक सरगर्मी के विपरीत, अल्ट्रासोनिक कैविटेशन तीव्र अशांति, स्थानीय रूप से उच्च तापमान और दबाव के साथ-साथ आंदोलन, स्ट्रीमिंग और तरल जेट उत्पन्न करता है, जो बांधने की मशीन को तोड़ता है, जैसे पीवीडीएफ या पीएफई, जो कैथोड को अल पन्नी से जोड़ता है, और कैथोड और अल पन्नी दोनों की सतह को नष्ट करता है। इस प्रकार, दोनों सामग्रियों के बीच बांधने की मशीन ठीक से नष्ट हो जाती है और कैथोड और एल्यूमीनियम फॉयल को प्रभावी ढंग से अलग किया जाता है।
उदाहरण के लिए, अल्ट्रासोनिक सेपरेशन के परिणामस्वरूप एन-मिथाइल-2-पाइरोलिडोन (एनएमपी) का उपयोग करके 99% की कैथोड हटाने की उच्च दक्षता में 70 डिग्री सेल्सियस (240 डब्ल्यू अल्ट्रासोनिक पावर, और 90 मिनट अल्ट्रासोनिक प्रोसेसिंग समय) पर विलायक के रूप में होता है। चूंकि अल्ट्रासोनिक कैथोड जुदाई सामग्री को समान रूप से फैलाता है और बड़े समूहों को रोकता है, इसलिए बाद में धातु लीचिंग प्रक्रिया को सुगम बनाया जाता है।

खनिजों की अल्ट्रासोनिक लीचिंग

ऊपर वर्णित अल्ट्रासोनिक कैविटेशनल प्रभाव खर्च की गई बैटरियों से धातुओं की लीचिंग को बढ़ावा देते हैं। उच्च तीव्रता अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग न केवल बैटरी रीसाइक्लिंग में खनिज को ठीक करने के लिए किया जाता है, बल्कि अक्सर हाइड्रोमेटलर्गी और कीमती ओरे (जैसे खनन पछोड़न) की लीचिंग में भी उपयोग किया जाता है। उच्च स्थानीयकृत तापमान, दबाव और कतरनी ताकतें धातु लीचिंग को तेज करती हैं और लीचिंग दक्षता में काफी वृद्धि करती हैं। जबकि कैविटेशनल हॉट-स्पॉट में 1000 K तक के बहुत चरम तापमान होते हैं, समग्र लीचिंग स्थितियों में लगभग 50-60 डिग्री सेल्सियस के केवल हल्के तापमान की आवश्यकता होती है। यह अल्ट्रासोनिक धातु वसूली ऊर्जा कुशल और किफायती बनाता है।
खर्च ली आयन बैटरी से खनिजों की अल्ट्रासोनिक लीचिंग उच्च वसूली दरों और दक्षता की विशेषता है । उदाहरण के लिए, कैथोड से अल्ट्रासोनिक खनिज वसूली के दौरान हाइड्रोजन पेरोक्साइड (H2O2) की उपस्थिति में सल्फ्यूरिक एसिड (H2SO4) को सफलतापूर्वक लीचिंग एजेंट के रूप में इस्तेमाल किया गया था। सल्फ्यूरिक एसिड के साथ अल्ट्रासोनिक लीचिंग के परिणामस्वरूप कोबाल्ट के लिए 94.63% और लिथियम के लिए क्रमशः 98.62% की वसूली दर हुई।
कार्बनिक साइट्रिक एसिड के साथ अल्ट्रासोनिक लीचिंग (C6H8O7· H2O) तांबे और लिथियम की बहुत अधिक वसूली में परिणाम है, ९६% तांबा और खर्च ली आयन बैटरी से लगभग १००% लिथियम प्राप्त करने ।

सरल और सुरक्षित: अल्ट्रासोनिक स्केल-अप व्यवहार्यता परीक्षणों से औद्योगिक रीसाइक्लिंग के लिए

ली-आयन बैटरी रीसाइक्लिंग के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक उपकरण बेंच-टॉप, पायलट और औद्योगिक स्थापना के लिए आसानी से उपलब्ध है। चूंकि अल्ट्रासोनिक कैथोड जुदाई और खर्च की गई बैटरियों से खनिजों की अल्ट्रासोनिक लीचिंग पहले से ही स्थापित प्रक्रियाएं हैं, इसलिए पहले परीक्षणों से प्रक्रिया, आपकी विशिष्ट प्रक्रिया आवश्यकताओं के अनुकूलन और पूरी तरह से औद्योगिक अल्ट्रासोनिक पृथक्करण की स्थापना और/या लीचिंग प्रणाली त्वरित और सरल है ।

बैटरी रीसाइक्लिंग के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिकेटर

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