Hielscher ուլտրաձայնային տեխնոլոգիա

Ուլտրաձայնային սարքավորում, լիտիումի Ion մարտկոցների վերամշակման համար

  • Էլեկտրասարքավորումների մեջ օգտագործվող լիթիում-ion մարտկոցները հենց հիմա գալիս են զանգվածային շուկա եւ դրա հետ պետք է մշակվեն վերամշակման հզորությունները:
  • Ուլտրաձայնային շերտավորումը արդյունավետ, էկոլոգիապես մաքուր տեխնիկա է, որը վերականգնում է մետաղները, ինչպիսիք են Li, Mg, Co, Ni եւ այլն, ծախսված Li-Ion մարտկոցներից:
  • Hielscher- ի արդյունաբերական ուլտրաձայնային համակարգերը լիցքավորման ծրագրերի համար հուսալի եւ առողջ են եւ կարող են հեշտությամբ ինտեգրվել առկա վերամշակման գործարանների վրա:

Lithium-Ion մարտկոցների վերամշակումը

Lithium-Ion մարտկոցները լայնորեն օգտագործվում են էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներում (EV), նոութբուքներում եւ բջջային հեռախոսներում: Սա նշանակում է, որ ծախսված լիթիումիոնային մարտկոցները ժամանակակից մարտահրավեր են թափոնների կառավարման եւ վերամշակման վերաբերյալ: Երեխաները EVs- ի համար խոշոր ծախսերի վարորդ են, եւ նրանց տրամադրումը թանկ է: Բնապահպանական եւ տնտեսական ասպեկտները մղում են փակ վերամշակման հանգույցը, քանի որ մարտկոցի թափոնները պարունակում են արժեքավոր նյութեր եւ օգնում են նվազեցնել լիթիումի-ion մարտկոցների արտադրության ածխածնի ոտնահետքերը:
Li-Ion- ի մարտկոցների վերամշակումը աճում է դեպի զարգացող արդյունաբերական հատված `ապահովելու համար հազվագյուտ մետաղների եւ այլ մարտկոցների ապագա առկայությունը եւ նվազեցնել հանքարդյունաբերության բնապահպանական ծախսերը:

Արդյունաբերական Ուլտրաձայնային Լվացում

Ուլտրաձայնային լուծույթը եւ մետաղների արդյունահանումը կարող են կիրառվել լիտիումի կոբալտ օքսիդի մարտկոցների վերամշակման գործընթացներում (օրինակ, նոթբուքներ, սմարթֆոններ եւ այլն), ինչպես նաեւ լիթիումի նիկել-մանգան-կոբալտային մարտկոցների (օրինակ `էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներ) վերամշակման գործընթացներում:
Cavitation produced by Hielscher's UIP1000hdT with cascatrode Բարձր հզոր Ուլտրաձայնային սարքը հայտնի է իր քիմիական հեղուկների եւ լորձաթաղանթի մշակման համար, զանգվածային փոխանցման բարելավման եւ քիմիական ռեակցիաների առաջացման համար:
Էներգիայի ultrasonication- ի ինտենսիվ ազդեցությունները հիմնված են ակուստիկ կավիտացիայի երեւույթի վրա: Բարձր էներգիայի ուլտրաձայնային համակարգի մեջ հեղուկների / լորձաթաղանթի մեջ միացումը, հեղուկների փոփոխվող ցածր ճնշման եւ բարձր ճնշման ալիքները առաջացնում են փոքր վակուումային փուչիկներ: Փոքր վակուումային թափանցումները աճում են տարբեր ցածր ճնշման / բարձր ճնշման ցիկլերի վրա, մինչեւ բռնությունը բռնությամբ: Փլուզվող վակուումային փուչիկները կարող են դիտվել որպես միկրոէկոմետրեր, որոնցում մինչեւ 5000K ջերմաստիճանները, մինչեւ 1000թմ ճնշումները եւ 10-ից բարձր ջեռուցման եւ սառեցման տեմպերը-10 տեղի է ունենում: Բացի այդ, գեներացվել են մինչեւ 280 մ / վ արագությամբ ուժեղ հիդրեյդինամիկ խաչմերուկներ եւ հեղուկ վառելիք: Ակուստիկ կավիտացիայի այս ծայրահեղ պայմանները արտակարգ ֆիզիկական եւ քիմիական պայմաններ են ստեղծում այլ սառը հեղուկների մեջ եւ ստեղծում են բարենպաստ միջավայր քիմիական ռեակցիաներում (sonochemistry):

Hielscher's ultrasonicators are reliable and robust systems for the leaching of metals.

48 կՎտ Ուլտրաձայնային պրոցեսոր
պահանջվող ծրագրերի համար, ինչպիսիք են մետաղների հեռացմանը

Տեղեկատվության պահանջ





Ուլտրաձայնային լվացում `լիցքավորված լիցքավորման մարտկոցների վերամշակման մեջ: (Խոշորացնել պատկերը)

Մթնոլորտային արտանետումների հեռացում, մետաղների ուլտրաձայնային հեռացում:

Ուլտրաձայնային կերպով գեներացված կավիտացիան կարող է առաջացնել ջերմային լուծույթներ, ինչպես նաեւ բարձր ռեակտիվ ռադիկալների եւ ռեագենտների ձեւավորում, ինչպիսիք են ազատ ռադիկալները, հիդրօքսիդի իոնները (OH,3O +) եւ այլն, որոնք արտակարգ ռեակտիվ պայմաններ են ապահովում հեղուկում, որպեսզի զգալիորեն ավելացվեն ռեակցիայի արագությունը: Մասնիկները, ինչպիսիք են մասնիկները, արագացվում են հեղուկ ճառագայթներով եւ սահում են միջերկրական բախումից եւ քայքայումից `բարձրացնելով ակտիվ մակերեւույթը եւ դրանով զանգվածային փոխանցումը:
Ուլտրաձայնային հեռացման եւ մետաղների վերականգնման մեծ առավելությունը ճշգրիտ վերահսկում է գործընթացի պարամետրերի, ինչպիսիք են ամպլիտուտը, ճնշումը եւ ջերմաստիճանը: Այս պարամետրերը թույլ են տալիս ճշգրտել ռեակցիաների պայմանները հենց գործընթացային միջավայրին եւ նպատակային արտադրությանը: Բացի այդ, ուլտրաձայնային շերտը հեռացնում է նույնիսկ ամենափոքր մետաղական մասնիկները `նյութից, մինչդեռ պահպանելով միկրոօրգանիզմները: Ընդլայնված մետաղների վերականգնումը պայմանավորված է բարձր ռեակտիվ մակերեսների ուլտրաձայնային ստեղծման, բարձրացնող ռեակցիայի դրսեւորումների եւ բարելավված զանգվածային տրանսպորտի: Sonication գործընթացները կարող են օպտիմալացվել, ազդելով յուրաքանչյուր պարամետրով եւ հետեւաբար ոչ միայն շատ արդյունավետ, այլեւ բարձր էներգիայի արդյունավետ:
Դրա կոնկրետ պարամետրերի հսկողությունն ու էներգետիկ արդյունավետությունը ultrasonic leaching- ի բարենպաստ եւ գերազանց տեխնիկան են դարձնում – հատկապես համեմատած բարդ թթվային շերտավորման եւ շեղման տեխնիկայի համեմատ:

Ուլտրաձայնային վերականգնումը LiCoO2 Lithium-Ion մարտկոցների ծախսը

Ultrasonication- ն օգնում է նվազեցնել լեղապարկի եւ քիմիական տեղումների քանակը, որոնք օգտագործվում են Լի Լիի վերականգնման համար2co3 եւ Co Co- ի (OH)2 լիթիումի-իոնային մարտկոցներից:
Zhang եւ այլն: (2014) հաղորդում է LiCoO- ի հաջող վերականգնումը2 օգտագործելով ուլտրաձայնային ռեակտոր: 600 մլ-ի մեկնարկային լուծման նախապատրաստման համար նրանք 10 գ անվավեր LiCoO- ի տեղադրեցին2 փոշի մի բաժակ եւ ավելացրեց 2.0 մոլ / լ LiOH լուծույթ, որոնք խառնվում էին:
Խառնուրդը լցվել է ուլտրաձայնային ճառագայթման մեջ եւ սկսում է հրահրող սարքը, հուզիչ սարքը տեղադրվել է ռեակցիայի կոնտեյների ներսում: Այն տաքացվեց մինչեւ 120 ° C, իսկ հետո ուլտրաձայնային սարք սահմանվել է 800W եւ ողնուղեղի ուլտրաձայնային ռեժիմը սահմանվել է 5 սմ-ով: ON / 2sec: OFF. Ուլտրաձայնային ճառագայթումը կիրառվել է 6 ժամ, ապա ռեակցիայի խառնուրդը սառեցվել է սենյակային ջերմաստիճանում: Կոշտ մնացորդը մի քանի անգամ լվացվեց deionized ջրի հետ եւ չորացրեց 80 ° C մինչեւ մինչեւ մշտական ​​քաշը: Ստացված նմուշը հավաքվել է հետագա փորձարկման եւ մարտկոցի արտադրության համար: Առաջին ցիկլով լիցքավորման հզորությունը կազմում է 134.2 մահ / գ, իսկ ելքային հզորությունը `133.5 մահ / գ: Առաջին անգամ վճարումն ու ելքային արդյունավետությունը 99.5% էր: 40 ցիկլից հետո, ելքային հզորությունը դեռ 132.9 մահ / գ է: (Zhang et al., 2014)

Ultrasonically վերականգնվել LiCoO2 բյուրեղներ: (Խոշորացնել պատկերը)

Օգտագործված LiCoO2 բյուրեղները մինչեւ (ա) եւ հետո (բ) ուլտրաձայնային բուժման ժամանակ, ժամը 120 ° C, 6 ժամ: Աղբյուրը `Zhang et al. 2014 թ

Ուլտրաձայնային լորձաթաղանթը օրգանական թթուներով, ինչպիսիք են կիտրոնաթթունը ոչ միայն արդյունավետ է, այլ նաեւ էկոլոգիապես մաքուր: Հետազոտությունները ցույց են տվել, որ Co- ի եւ Li- ի շերտը ավելի արդյունավետ է, քան կիտրոնաթթուով, քան Հ անօրգանական թթուները2SO4 եւ HCl- ը: Ավելի քան 96% Co եւ գրեթե 100% Li- ն վերականգնվել են ծախսված լիտիում-ion մարտկոցներից: Այն փաստը, որ օրգանական թթուները, ինչպիսիք են կիտրոնաթթուները եւ քացախաթթուները, էժան եւ կենսունակ են, նպաստում են sonication- ի հետագա տնտեսական եւ բնապահպանական առավելություններին:

Բարձր էներգիայի արդյունաբերական Ուլտրաձայնային սարքավորում

UIP4000hdT - Hielscher's 4kW high-performance ultrasonic system Hielscher Ultrasonics- ը ձեր երկարատեւ փորձառու մատակարարն է բարձր արդյունավետ եւ հուսալի ուլտրաձայնային համակարգերի համար, որոնք մատակարարում են պահանջվող հզորությունը մետաղներից թափոններից թափոնների հեռացման համար: Լիյոնային մարտկոցների վերամշակման համար անհրաժեշտ են մետաղներ, ինչպիսիք են կոբալտը, լիտումը, նիկելը եւ մանգանները, հզոր ու ուժեղ ուլտրաձայնային համակարգերը: Hielscher Ultrasonics- ը’ արդյունաբերական միավորներ, ինչպիսիք են UIP4000hdT (4 կՎտ),, UIP10000 (10 կՎտ) եւ UIP16000 (16 կՎտ) շուկայի ամենաազդեցիկ եւ ուժեղ բարձրակարգ ուլտրաձայնային համակարգերը: Մեր բոլոր արդյունաբերական ստորաբաժանումները կարող են շարունակաբար աշխատել 24/7 գործողություններում մինչեւ 200μմ բարձր չափաբաժիններով: Ավելի բարձր ամպլիտուդների համար հարմարեցված ուլտրաձայնային sonotrodes հասանելի են: Hielscher- ի ուլտրաձայնային սարքավորումների կայունությունը թույլ է տալիս 24/7 շահագործել ծանր պարտականություններով եւ պահանջվող միջավայրում: Hielscher- ը հատուկ sonotrodes եւ ռեակտորներ է մատակարարում բարձր ջերմաստիճանի, ճնշման եւ քայքայիչ հեղուկների համար: Սա ստիպում է մեր արդյունաբերական ultrasonicators առավել հարմար հանածո արդյունահանող մետաղագործության տեխնիկայի, օրինակ hydrometallurgical բուժում.

Ստորեւ ներկայացված աղյուսակը ձեզ ցույց է տալիս մեր ultrasonicators- ի մոտավոր մշակման հզորությունը:

խմբաքանակի Volume Ծախսի Rate Առաջարկվող սարքեր
01-ից մինչեւ 20 լ 02-ից 4 լ / րոպե UIP2000hdT
10-ից 100 լ 2-ից 10 լ / րոպե UIP4000
na 10-ից 100 լ / րոպե UIP16000
na ավելի մեծ Կլաստերի UIP16000

Կապ մեզ հետ | / Հարցրեք մեզ!

Խնդրում ենք օգտագործել ստորեւ բերված ձեւը, եթե ցանկանում է պահանջել լրացուցիչ տեղեկություններ ուլտրաձայնային համասեռացումից: Մենք ուրախ կլինենք առաջարկել Ձեզ ուլտրաձայնային համակարգ հանդիպել Ձեր պահանջներին:









Խնդրում ենք նկատի ունենալ մեր Գաղտնիության քաղաքականություն,


Գրականություն / հղումներ

  • Գոլմոհամմադաձե Ռ., Ռաշչի Ֆ., Վահիդի Է. (2017). Լիթիումի եւ կոբալտի վերականգնումը, օգտագործելով լիտիումի-իոնային կենդանիներից `օրգանական թթուներով` գործընթացի օպտիմալացում եւ կինետիկ ասպեկտներ: Թափոնների կառավարում 64, 2017. 244-254:
  • Շին Ս.-Մ .; Lee D.-W .; Wang J.-P. (2018): LiNiO- ի նիկելային նանոտեխնիկական փոշի պատրաստում2 Lithium-Ion Battery- ի ծախսը: Մետաղներ 8, 2018:
  • Ժանգ Զ., Նա Վ., Լի Գ., Xia J., Hu H., Huang J. (2014): Ուլտրաձայնային աջակցությամբ Հիդրոթերմային Վերանորոգում LiCoO2 Լիթիումի-իոնային մարտկոցների կաթոդից: Միջ. Ջ. Էլեկտրչեմ: Sci., 9 (2014): 3691-3700:
  • Zhang Z., He W., Li Գ., Xia J., Hu H., Huang J., Shengbo Z. (2014): Lithium Cobalt Oxide նյութի վերականգնումը ծախսված Lithium-Ion մարտկոցների կաթոդից: ECS Electrochemistry Նամակներ, 3 (6), 2014. A58-A61.


Փաստեր Worth Իմանալով

Lithium-Ion մարտկոցներ

Lithium-Ion մարտկոցներ (LIB) հանդիսանում է վերալիցքավորվող (վերալիցքավորվող) մարտկոցներ, որոնք առաջարկում են բարձր էներգիայի խտություն եւ հաճախ ինտեգրվում են սպառողական էլեկտրոնիկայի, ինչպիսիք են էլեկտրոնային մեքենաները, հիբրիդային ավտոմեքենաները, նոութբուքները, բջջային հեռախոսները, iPods եւ այլն: նման այլ չափի եւ հզորությամբ վերալիցքավորվող մարտկոցների այլ տարբերակները, LIB- ն զգալիորեն թեթեւ են:
Ի տարբերություն միանգամյա օգտագործվող լիթիումի առաջնային մարտկոցի, LIB- ն օգտագործում է interctated lithium բաղադրություն, որպես իր էլեկտրոդի մետաղական լիտիումի փոխարեն: Lithium-Ion մարտկոցի հիմնական բաղադրիչները նրա էլեկտրոդներն են – անոդ եւ կաթոդ – եւ էլեկտրոլիտը:
Բջիջների մեծ մասը կիսում են ընդհանուր բաղադրիչները `էլեկտրոլիտի, բաժանարարի, փայլաթիթեղի եւ պատյանների տեսանկյունից: Բջջային տեխնոլոգիաների հիմնական տարբերությունն այն նյութն է, որն օգտագործվում է որպես “ակտիվ նյութեր” ինչպիսիք են կաթոդը եւ անոդը: Գրաֆիտը ամենատարածված նյութն է որպես անոդ, մինչդեռ կաթոդը կազմված է շերտավորված LiMO2 (M = Mn, Co, եւ Ni), spinel LiMn2The4, կամ olivine LiFePO- ն4. Էլեկտրոլիտային օրգանական հեղուկ էլեկտրոլիտները (օր.` LiPF6 աղը լուծարված է օրգանական լուծիչների խառնուրդում, ինչպիսիք են էթիլեն կարբոնաթը (EC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), էթիլ մեթիլ կարբոնատ (EMC) եւ այլն) իոնային շարժում:
Կախված դրական (կաթոդ) եւ բացասական (անոդ) էլեկտրոդային նյութերից, համապատասխանաբար, տարբերվում են ԼԻԲ-ի էներգիայի խտությունը եւ լարվածությունը:
Էլեկտրական մեքենաներում հաճախ օգտագործվում են էլեկտրական տրանսպորտային միջոցի մարտկոցը (EVB) կամ ձգողական մարտկոցը: Նման ձգողական մարտկոցները օգտագործվում են forklifts, էլեկտրական գոլֆի սայլեր, հատակային scrubbers, էլեկտրական Մոտոցիկլետներ, էլեկտրական մեքենաներ, բեռնատարներ, Ֆուրգոնների եւ այլ էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների.

Մետաղների վերամշակման լիցքաթափման լիցքավորող մարտկոցներից

Ի տարբերություն այլ տիպի մարտկոցների, որոնք հաճախ պարունակում են կապարի կամ կադմիում, Li-Ion մարտկոցները պարունակում են պակաս թունավոր մետաղներ եւ դրանք համարվում են բնապահպանական: Այնուամենայնիվ, ծախսված լիտիոն ion մարտկոցների մեծ քանակությունը, որոնք պետք է տեղադրվեն որպես էլեկտրական մեքենաների կողմից օգտագործված մարտկոցներ, ներկայացնում են թափոնների խնդիր: Հետեւաբար, անհրաժեշտ է Li-Ion մարտկոցների փակ վերամշակման հանգույց: Տնտեսական տեսանկյունից մետաղական տարրերը, ինչպիսիք են երկաթ, պղինձ, նիկել, կոբալտ եւ լիտիում, կարող են վերականգնվել եւ վերագործվել նոր մարտկոցների արտադրության մեջ: Վերամշակումը կարող է կանխել ապագա պակասը:
Չնայած բարձր նիկելային բեռնվածությամբ մարտկոցները գալիս են շուկա, հնարավոր չէ մարտկոցներ արտադրել առանց կոբալտի: Ավելի բարձր նիկելի պարունակությունը գալիս է մի գնով. Բարձրացված նիկելի պարունակությամբ, մարտկոցի կայունությունը նվազում է, դրանով իսկ դրա ցիկլային կյանքը եւ արագ լիցքավորման կարողությունը նվազում են:

Li-Ion մարտկոցների աճող պահանջարկը: Աղբյուրը `Deutsche Bank

Li-ion մարտկոցների աճող պահանջարկը պահանջում է թափոնների մարտկոցների վերամշակման հզորությունների ավելացում:

Վերամշակման գործընթացը

Էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների մարտկոցները, ինչպիսիք են Tesla Roadster- ը, ունեն մոտավոր տեւողություն 10 տարի:
Լիցքավորվող Լի-Իոնային մարտկոցների վերամշակումը պահանջկոտ գործընթաց է, քանի որ ներգրավված են բարձր լարման եւ վտանգավոր քիմիական նյութեր, որոնք գալիս են ջերմային վտանգի, էլեկտրական ցնցումների եւ վտանգավոր նյութերի արտանետումների ռիսկերով:
Կտրուկ հանգույցի վերամշակման համար յուրաքանչյուր քիմիական պարտատոմս եւ բոլոր տարրերը պետք է բաժանվեն իրենց անհատական ​​խմբակցություններին: Այնուամենայնիվ, այդպիսի փակ հանգույցի վերամշակման համար անհրաժեշտ էներգիան շատ թանկ է: Վերականգնման ամենաթանկարժեք նյութերը մետաղներ են, ինչպիսիք են Ni, Co, Cu, Li եւ այլն, քանի որ թանկարժեք հանքարդյունաբերությունը եւ մետաղական բաղադրիչների շուկայական բարձր գները վերածում են տնտեսապես գրավիչ:
Li-Ion մարտկոցների վերամշակման գործընթացը սկսվում է մարտկոցների ապամոնտաժման եւ լիցքավորման հետ: Մարտկոցը բացելու համար անհրաժեշտ է պասիվացում, մարտկոցի քիմիական նյութերի անգործունակությունը: Պասիվացումը կարելի է հասնել քրոնիկ սառեցման կամ հսկվող օքսիդացումով: Կախված մարտկոցի չափից, մարտկոցները կարող են ապամոնտաժվել եւ ապամոնտաժվել ներքեւ բջիջ: Հեռացնելուց եւ ջախջախելուց հետո բաղադրիչները մեկուսացված են մի քանի մեթոդով (օրինակ `ցուցադրություն, մաղում, ձեռքի ջոկելը, մագնիսական, խոնավ եւ բալիստիկական բաժանումը), էլեկտրոդի փոշիից բջջային պահարանների, ալյումինի, պղնձի եւ պլաստմասսաների հեռացման համար: Էլեկտրոդային նյութերի բաժանումը անհրաժեշտ է ստորին հոսանքների համար, օրինակ, հիդրոմետալուրգիական բուժում:
Պիրոլիզ
Պիրոլիտային վերամշակման համար շերտավոր մարտկոցները smelted են վառարանում, որտեղ կրաքարն ավելացվում է որպես քլաբի ձեւավորման գործակալ:

Հիդրոթերմային գործընթացներ
Հիդրոմետալուրգիական վերամշակումը հիմնված է թթուների ռեակցիաներին `աղերի աղբը մետաղները դնելու համար: Տիպիկ հիդրոմետալուրգիական գործընթացները ներառում են լաքացման, տեղումների, ion փոխանակման, լուծիչ լուծույթների եւ ջրային լուծումների էլեկտրոլիզի:
Հիդրոթերմային վերամշակման առավելությունն այն է, որ Ni- ի եւ Co- ի 95% -ից բարձր վերականգնման եկամտաբերությունը, ինչպես նաեւ աղերը, + 90% Li- ն կարող են թափվել, մնացածը կարող է վերականգնվել մինչեւ + 80%:

Հատկապես կոբալտը բարձր էներգիայի եւ էներգիայի կիրառման համար լիտիումի-իոնային մարտկոցների կատիտների բաղկացուցիչ մասն է:
Ընթացիկ հիբրիդային ավտոմեքենաները, ինչպիսիք են Toyota Prius- ը, օգտագործվում են նիկել մետաղական հիդրոդրանալ մարտկոցներ, որոնք ապամոնտաժվում են, լիցքավորվում եւ վերամշակվում են ինչպես Li-Ion մարտկոցները:

Hielscher Ultrasonics- ն արտադրում է բարձրորակ ultrasonicators:

Ուժեղ sonication է լաբորատորիայից եւ նստարանից մինչեւ արդյունաբերական արտադրության.