Ուլտրաձայնային սարքը ավելի արդյունավետ է դարձնում լիթիում-իոն մարտկոցների վերամշակումը

Լիթիումը սակավ և շատ արժեքավոր նյութ է, որը առկա է բարձր արդյունավետության մարտկոցներում, ինչպիսիք են Li-ion մարտկոցները: Լիթիումը ամենաթանկ նյութն է, որը վերականգնվում է Li-ion մարտկոցների վերամշակման ժամանակ, բայց նաև այլ հանքանյութեր և մետաղներ, ինչպիսիք են կոբալտը, մանգանը, նիկելը, պղինձը և ալյումինը, արժեքավոր մետաղներ են վերականգնման համար: Բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային ախտահանումը օգտագործվում է որպես բարձր կտրվածքով գրգռման և տարրալվացման տեխնիկա՝ ծախսված մարտկոցներից արժեքավոր հանքանյութեր և մետաղներ հանելու, հեռացնելու և լուծարելու համար: The sonication մեթոդը շատ արդյունավետ է, էներգաարդյունավետ, եւ հեշտությամբ հասանելի է տեղադրման համար լիարժեք առեւտրային վերամշակման օբյեկտներում:

Ընդհանուր ակնարկ. Li-Ion-Battery Recycling Process

Օգտագործված Li-ion մարտկոցներից թանկարժեք մետաղների և նյութերի վերամշակման գործընթացը սովորաբար ներառում է մի քանի փուլ: Ահա ընդհանուր ակնարկ.

1. Հավաքագրում և տեսակավորում. Օգտագործված Li-ion մարտկոցները հավաքվում և տեսակավորվում են՝ ելնելով դրանց տեսակներից և քիմիական կազմից:
2. ԱպամոնտաժումՆախ, մարտկոցի պլաստիկ ծածկը ջարդվում և հանվում է: Այնուհետև մերկ մարտկոցը լցնում են հեղուկ ազոտի մեջ, որպեսզի չեզոքացնեն ռեակտիվ, պայթուցիկ նյութերը: Այս քայլը թույլ է տալիս կանխել ամբողջ կուտակված էներգիայի հանկարծակի արտազատումը և դրա հետ կապված բռնկումն ու պայթյունը: Այնուհետև մարտկոցները ապամոնտաժվում են՝ առանձնացնելու տարբեր բաղադրիչներ, ինչպիսիք են կաթոդը, անոդը, էլեկտրոլիտը և պատյանը:
3. Մանրացնելը. Ապամոնտաժված մարտկոցները մանրացված են ավելի փոքր կտորների՝ հետագա գործընթացների համար մակերեսը մեծացնելու համար:
4. Էլեկտրոդի շերտազատում. Նախքան մետաղի արդյունահանման մշակումը, մեկուսացված էլեկտրոդները, այսինքն՝ կաթոդը և անոդը, պետք է հետագայում ապամոնտաժվեն: Քանի որ կաթոդի նյութը, ընդհանուր առմամբ, կպչում է ալյումինե փայլաթիթեղին կապող նյութով, սովորաբար պոլիվինիլիդեն ֆտորիդով (PVDF) կամ պոլիտետրաֆտորէթիլենով (PTFE), կաթոդը և ալյումինե փայլաթիթեղը միմյանցից հեռացնելը դժվար խնդիր է:
5. Քիմիական բուժում. Մանրացված մարտկոցի բաղադրիչները ենթարկվում են տարբեր քիմիական մշակումների՝ տարբեր նյութերը լուծարելու և առանձնացնելու համար: Սա կարող է ներառել տարրալվացում թթվով կամ այլ լուծիչներով՝ արժեքավոր մետաղների արդյունահանման համար, ինչպիսիք են լիթիումը, կոբալտը, նիկելը և պղինձը:
6. Վերականգնում և մաքրում. Այնուհետև լուծարված մետաղները վերականգնվում են լուծույթից այնպիսի գործընթացների միջոցով, ինչպիսիք են տեղումները, լուծիչով արդյունահանումը կամ էլեկտրաքիմիական մեթոդները: Այս քայլերը օգնում են մաքրել և խտացնել թանկարժեք մետաղները:

Թանկարժեք մետաղների վերականգնումը բարելավվել է Sonication-ով

Ուժային ուլտրաձայնը կարող է բարելավել էլեկտրոդների շերտազատման և թանկարժեք մետաղների և նյութերի տարրալվացման փուլերը՝ ուժեղացնելով ռեակցիաները՝ դրանով իսկ վերականգնման գործընթացը զգալիորեն ավելի արդյունավետ դարձնելով: Ultrasonication, դա տեխնիկա է, որն օգտագործում է բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային ալիքներ՝ հեղուկ միջավայրում մեխանիկական թրթռումներ և ակուստիկ կավիտացիա ստեղծելու համար: Ուլտրաձայնային հզոր ուժերը օգտագործվում են թանկարժեք մետաղների վերամշակման գործընթացն ուժեղացնելու համար ծախսված Li-ion մարտկոցներից մի քանի ձևով.
 

1. Տարրալուծում: Ultrasonication-ը քայքայում է մանրացված մարտկոցի նյութերը, որպեսզի ավելի փոքր մասնիկներ ստեղծվեն: Փոքր մասնիկները առաջարկում են ավելի բարձր մակերես, որն ավելի արդյունավետ է դարձնում քիմիական տարրալվացումը՝ նպաստելով արժեքավոր մետաղների ազատմանը:
2. Բարելավված տարրալվացում. Լվացման գործընթացների ընթացքում ուլտրաձայնային կիրառումը կարող է ուժեղացնել շփումը պինդ նյութի և տարրալվացման լուծույթի միջև՝ բարձրացնելով մետաղի արդյունահանման արդյունավետությունը: Ուլտրաձայնային տարրալվացումը նպաստում է մետաղի արդյունահանմանը և մեծացնում է վերականգնված մետաղների և հանքանյութերի եկամտաբերությունը, ինչպիսիք են կոբալտը, մանգանը, նիկելը, պղնձը և ալյումինը:
3. Բարելավված էլեկտրոդների շերտազատում. Մարտկոցի վերամշակման ընթացքում էլեկտրոդների շերտազատման նպատակն է առանձնացնել տարբեր բաղադրիչները, ինչպիսիք են էլեկտրոդները, էլեկտրոլիտները և բաժանարարները, որպեսզի դրանք հետագայում վերամշակվեն կամ վերամշակվեն առանձին: Ultrasonication-ը օգնում է էլեկտրոդից ծածկույթների անջատմանը և հեռացմանը: Սոնոմեխանիկական ուժերը նպաստում են էլեկտրոդների շերտերի արդյունավետ տարանջատմանը:
4. Արագացված ռեակցիաներ. Ultrasonication-ը նպաստում է ավելի արագ և մանրակրկիտ խառնմանը, ինչը կարող է արագացնել քիմիական ռեակցիաները մետաղի վերականգնման և մաքրման քայլերի ընթացքում:
5. Նվազեցված էներգիայի սպառումը. Ultrasonication-ը կարող է բարձրացնել գործընթացի արդյունավետությունը՝ նվազեցնելով ծախսված մարտկոցներից մետաղի վերականգնման համար պահանջվող ժամանակը և էներգիան:

 
Ultrasonication-ը կարող է շահավետ դեր խաղալ թանկարժեք մետաղների և նյութերի վերամշակման գործընթացի բարելավման գործում՝ ծախսված Li-ion մարտկոցներից՝ բարձրացնելով վերամշակման գործընթացում ներգրավված տարբեր քայլերի արդյունավետությունն ու արդյունավետությունը:
Մետաղների ուլտրաձայնային տարրալվացման և էլեկտրոդների շերտազատման գործընթացի քայլերը կարող են հարմարեցվել առանձին վերամշակման գործընթացներին, որոնք կարող են տարբեր լինել, քանի որ Li-ion մարտկոցների վերամշակման մեջ մասնագիտացած ընկերությունները զարգացնում և փոփոխում են իրենց գործընթացները առավելագույն արդյունավետությամբ:

Ուլտրաձայնային կավիտացիա կաթոդի բաժանման համար

Ultrasonication-ն առանձնացնում է կաթոդային նյութերը ալյումինե փայլաթիթեղից՝ ակուստիկ կավիտացիայի հետևանքով: Ակուստիկ կամ ուլտրաձայնային կավիտացիան որոշվում է տեղական բարձր ճնշումներով, բարձր ջերմաստիճաններով և դրանց հաջորդող անկումներով, որոնք հանգեցնում են համապատասխան ճնշման և ջերմաստիճանի տարբերությունների, ինչպես նաև ինտենսիվ միկրո տուրբուլենտների և բարձր կտրվածքի միկրո շիթերի: Այս կավիտացիոն ուժերը ազդում են մակերևույթի սահմանների վրա, նպաստում են զանգվածի փոխանցմանը և առաջացնում են էրոզիա: Քիմիական, ֆիզիկական, ջերմային և մեխանիկական բնույթի նման ինտենսիվ ուժեր առաջացնելով՝ ուլտրաձայնային կավիտացիան ստեղծում է պահանջվող գրգռում և զանգվածային փոխանցում՝ կոտրելու համար օրգանական կապող կառուցվածքը, որն օգտագործվում է լիթիում-իոնային մարտկոցներում՝ կաթոդը կոլեկտորին/ալյումինե փայլաթիթեղին ամրացնելու համար:
Մինչդեռ մեխանիկական գրգռումը, ինչպիսին է միայն խառնելը, անբավարար է կաթոդի նյութն արդյունավետորեն ալյումինե փայլաթիթեղից անջատելու համար, բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային ախտահանումն ապահովում է պահանջվող սոնոքիմիական և սոնոմեխանիկական էներգիան՝ կաթոդի նյութն ամբողջությամբ կոլեկտորներից հեռացնելու համար: Ի տարբերություն մեխանիկական խառնման, ուլտրաձայնային կավիտացիան առաջացնում է ինտենսիվ տուրբուլենտներ, տեղական բարձր ջերմաստիճաններ և ճնշումներ, ինչպես նաև ակտիվացում, հոսք և հեղուկ շիթեր, որոնք կոտրում են կապակցիչը, օրինակ՝ PVDF կամ PTFE, որոնք կապում են կաթոդը Al փայլաթիթեղի հետ և քայքայում: երկուսի մակերեսը՝ կաթոդ և ալլ փայլաթիթեղ։ Այսպիսով, երկու նյութերի միջև կապակցիչը պատշաճ կերպով ոչնչացվում է, և կաթոդն ու ալյումինե փայլաթիթեղը արդյունավետորեն բաժանվում են:
Օրինակ, ուլտրաձայնային տարանջատումը հանգեցնում է կաթոդի հեռացման բարձր արդյունավետության՝ 99%՝ օգտագործելով N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) որպես լուծիչ 70°C ջերմաստիճանում (240 Վտ ուլտրաձայնային հզորություն և 90 րոպե ուլտրաձայնային մշակման ժամանակ): Քանի որ կաթոդի ուլտրաձայնային տարանջատումը նյութը հավասարաչափ ցրում է և կանխում ավելի մեծ ագլոմերացումները, հեշտացվում է մետաղի տարրալվացման հետագա գործընթացը:
Կարդացեք ավելին ուլտրաձայնային էլեկտրոդների շերտազատման մասին՝ ակտիվ նյութերը և ընթացիկ կոլեկտորային փայլաթիթեղները վերականգնելու համար:

Հանքանյութերի ուլտրաձայնային տարրալվացում

Վերևում նկարագրված ուլտրաձայնային կավիտացիոն էֆեկտները նույնպես նպաստում են օգտագործված մարտկոցներից մետաղների տարրալվացմանը: Բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային մշակումը ոչ միայն օգտագործվում է մարտկոցների վերամշակման մեջ հանքանյութը վերականգնելու համար, այլ նաև հաճախ օգտագործվում է հիդրոմետալուրգիայի և թանկարժեք հանքաքարերի տարրալվացման մեջ (օրինակ՝ հանքարդյունաբերության պոչամբարներ): Տեղայնացված բարձր ջերմաստիճանները, ճնշումները և կտրող ուժերը ուժեղացնում են մետաղի տարրալվացումը և զգալիորեն բարձրացնում տարրալվացման արդյունավետությունը: Մինչ կավիտացիոն թեժ կետերում տեղի են ունենում տեղայնացված մինչև 1000 Կ ծայրահեղ ծայրահեղ ջերմաստիճաններ, տարրալվացման ընդհանուր պայմանները պահանջում են միայն մեղմ ջերմաստիճան՝ մոտ. 50-60°C: Սա ուլտրաձայնային մետաղի վերականգնման էներգաարդյունավետ և տնտեսական է դարձնում:
Օգտագործված Li-ion մարտկոցներից հանքանյութերի ուլտրաձայնային տարրալվացումը բնութագրվում է վերականգնման բարձր արագությամբ և արդյունավետությամբ: Օրինակ՝ ծծմբական թթուն (H2SO4) հաջողությամբ օգտագործվել է որպես տարրալվացման միջոց՝ ջրածնի պերօքսիդի (H2O2) առկայության դեպքում՝ կաթոդից ուլտրաձայնային հանքանյութի վերականգնման ժամանակ: Ծծմբաթթվով ուլտրաձայնային տարրալվացումը հանգեցրել է համապատասխանաբար 94,63% կոբալտի և 98,62% լիթիումի վերականգնման ցուցանիշների:
Օրգանական կիտրոնաթթուով (C6H8O7·H2O) ուլտրաձայնային տարրալվացումը հանգեցնում է պղնձի և լիթիումի շատ բարձր վերականգնումների՝ սպառված Li-ion մարտկոցներից ստանալով 96% պղինձ և գրեթե 100% լիթիում:

Պարզ և անվտանգ. Ուլտրաձայնային ընդլայնում տեխնիկատնտեսական հիմնավորումներից մինչև արդյունաբերական վերամշակում

Li-ion մարտկոցների վերամշակման համար բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքավորումը հասանելի է նստարանային, փորձնական և արդյունաբերական տեղադրման համար: Քանի որ ուլտրաձայնային կաթոդի բաժանումը և հանքանյութերի ուլտրաձայնային տարրալվացումը սպառված մարտկոցներից արդեն հաստատված գործընթացներ են, գործընթացը առաջին փորձարկումներից, օպտիմիզացումը մինչև ձեր կոնկրետ գործընթացի պահանջները և լիովին արդյունաբերական ուլտրաձայնային տարանջատման և/կամ տարրալվացման համակարգի տեղադրումը արագ և պարզ է:
Կարդացեք ավելին ուլտրաձայնային տարրալվացման առավելությունների մասին մարտկոցների կայուն վերամշակման և քաղաքային հանքարդյունաբերության համար:

Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքեր մարտկոցների վերամշակման համար

Hielscher Ultrasonics-ը տրամադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքեր ցանկացած չափի և հզորության: UIP16000 (16 կՎտ) միջոցով Hielscher-ն արտադրում է աշխարհում ամենահզոր ուլտրաձայնային պրոցեսորը: UIP16000-ը, ինչպես նաև բոլոր այլ արդյունաբերական ուլտրաձայնային համակարգերը կարող են հեշտությամբ կլաստերներ լինել պահանջվող մշակման հզորությամբ: Hielscher-ի բոլոր ուլտրաձայնային սարքերը կառուցված են 24/7 աշխատանքային ռեժիմով լիարժեք բեռի տակ և պահանջկոտ միջավայրերում:
Hielscher Ultrasonics’ Արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորները կարող են ապահովել շատ բարձր ամպլիտուդներ: Մինչև 200 մկմ ամպլիտուդները հեշտությամբ կարող են շարունակաբար աշխատել 24/7 աշխատանքի ընթացքում: Նույնիսկ ավելի բարձր ամպլիտուդների համար մատչելի են հարմարեցված ուլտրաձայնային սոնոտրոդներ:

Ուլտրաձայնային զոնդեր և սոնո-ռեակտորներ ցանկացած ծավալի համար

Hielscher Ultrasonics-ի արտադրանքի տեսականին ընդգրկում է ուլտրաձայնային պրոցեսորների ամբողջ սպեկտրը՝ կոմպակտ լաբորատոր ուլտրաձայնային սարքերից մինչև նստարանային և փորձնական համակարգերից մինչև լրիվ արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորներ՝ ժամում բեռնատարներ մշակելու կարողությամբ: Ապրանքի ամբողջական տեսականին մեզ թույլ է տալիս առաջարկել ձեզ ամենահարմար ուլտրաձայնային սարքավորումը ձեր կիրառման, գործընթացի հզորության և արտադրության թիրախների համար:

Ճշգրիտ վերահսկելի ամպլիտուդներ՝ օպտիմալ արդյունքների համար

Բոլոր Hielscher ուլտրաձայնային պրոցեսորները ճշգրիտ կառավարելի են և դրանով իսկ հուսալի աշխատանքային ձիեր Ռ&Դ և արտադր. Ամպլիտուդը գործընթացի կարևորագույն պարամետրերից մեկն է, որն ազդում է սոնոքիմիական և սոնոմեխանիկորեն առաջացած ռեակցիաների արդյունավետության և արդյունավետության վրա: Բոլոր Hielscher Ultrasonics’ պրոցեսորները թույլ են տալիս ճշգրիտ սահմանել ամպլիտուդը: Sonotrodes-ը և Booster Horns-ը աքսեսուարներ են, որոնք թույլ են տալիս փոփոխել ամպլիտուդը նույնիսկ ավելի լայն շրջանակում: Hielscher-ի արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորները կարող են ապահովել շատ բարձր ամպլիտուդներ և ապահովել պահանջվող ուլտրաձայնային ինտենսիվությունը պահանջկոտ ծրագրերի համար: Մինչև 200 մկմ ամպլիտուդները հեշտությամբ կարող են շարունակաբար աշխատել 24/7 աշխատանքի ընթացքում:
Ճշգրիտ ամպլիտուդի կարգավորումները և խելացի ծրագրաշարի միջոցով ուլտրաձայնային գործընթացի պարամետրերի մշտական մոնիտորինգը հնարավորություն են տալիս առանձնացնել կաթոդը ալյումինե փայլաթիթեղից, ինչպես նաև օգտագործել հանքանյութեր և մետաղներ սպառված Li-ion մարտկոցներից ամենաարդյունավետ ուլտրաձայնային պայմաններում: Օպտիմալ հնչյունավորում՝ Li-ion մարտկոցների ամենաարդյունավետ վերամշակման համար:
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի ամրությունը թույլ է տալիս 24/7 աշխատել ծանր պարտականությունների ժամանակ և պահանջկոտ միջավայրերում: Սա ստիպում է Hielscher sonicators-ը հուսալի աշխատանքային գործիք լինել, որը կատարում է ձեր վերամշակման գործընթացի պահանջները:

Ամենաբարձր որակը – Նախագծված և արտադրված է Գերմանիայում

Որպես ընտանեկան և ընտանեկան բիզնես, Hielscher-ը առաջնահերթություն է տալիս իր ուլտրաձայնային պրոցեսորների որակի ամենաբարձր չափանիշներին: Բոլոր ուլտրաձայնային սարքերը նախագծված, արտադրված և մանրակրկիտ փորձարկված են մեր գլխավոր գրասենյակում, որը գտնվում է Բեռլինի մերձակայքում գտնվող Թելթոուում, Գերմանիա: Hielscher-ի ուլտրաձայնային սարքավորումների ամրությունն ու հուսալիությունը դարձնում են այն աշխատանքային ձի ձեր արտադրության մեջ: 24/7 աշխատանքը լրիվ ծանրաբեռնվածության տակ և պահանջկոտ միջավայրերում Hielscher-ի բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային զոնդերի և ռեակտորների բնական հատկանիշն է:

Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորությունը.

Փաստեր, որոնք արժե իմանալ

Որոնք են լիթիում-իոնային մարտկոցները:

Լիթիում-իոնային մարտկոցը, ինչպես նաև Li-ion մարտկոցը, վերալիցքավորվող մարտկոցի տեսակ է: Կապարի և նիկելի վրա հիմնված մարտկոցների համեմատ՝ լիթիում-իոնային սարքերը որպես հաղորդիչ օգտագործում են կաթոդ, անոդ և էլեկտրոլիտ:
Ինչպես բոլոր մարտկոցները, Li-ion մարտկոցները պահպանում են քիմիական էներգիա, որն այնուհետև վերածվում է էլեկտրական էներգիայի՝ էներգիայի համար ստատիկ էլեկտրական լիցք ապահովելու համար:
Լիթիում-իոնային մարտկոցները սովորաբար օգտագործվում են շարժական էլեկտրոնիկայի համար, ինչպիսիք են նոութբուքերը, սմարթ հեռախոսները, ինչպես նաև էլեկտրական մեքենաները: Li-ion մարտկոցների կիրառումը նաև մեծ հետաքրքրություն է առաջացնում ռազմական և օդատիեզերական ընկերությունների կողմից: