Hielscher ultragarso technologijos

Ličio jonų akumuliatorių perdirbimo ultragarsu

  • Elektrinėse transporto priemonėse naudojamos ličio jonų akumuliatoriai jau dabar patenka į masinę rinką, todėl kartu turi būti išvystyti perdirbimo pajėgumai.
  • Ultragarsinis išsiplovimas yra efektyvi, aplinkai nekenksminga technologija, skirta iš atsinaujinančių ličio jonų baterijų atsigauti metalų, tokių kaip Li, Mg, Co, Ni ir tt.
  • "Hielscher" pramoninės ultragarsinės sistemos, skirtos išplovimui, yra patikimos ir patikimos, todėl jas galima lengvai integruoti į esamas perdirbimo įmones.

Ličio jonų akumuliatorių perdirbimas

Ličio-jonų akumuliatoriai yra plačiai naudojami elektrinių transporto priemonių (EV), nešiojamųjų kompiuterių ir mobiliųjų telefonų. Tai reiškia, kad išeikvoti ličio jonų akumuliatoriai yra dabartinis uždavinys, susijęs su atliekų tvarkymu ir perdirbimu. Akumuliatoriai yra pagrindinis Est išlaidų vairuotojas, o jų šalinimas yra brangus. Aplinkos ir ekonominiai aspektai skatina uždarą perdirbimo ciklą, nes baterijų atliekų sudėtyje yra vertingų medžiagų ir padeda sumažinti ličio jonų baterijų gamybos anglies pėdsaką.
Ličio jonų akumuliatorių perdirbimas auga klestinčiam pramonės sektoriui, siekiant užtikrinti, kad ateityje būtų galima įsigyti retųjų metalų ir kitų akumuliatorių komponentų, taip pat sumažinti kalnakasybos aplinkosaugines išlaidas.

Pramoninis ultragarsinis išplovimas

Ultragarsinis išplovimas ir metalo gavyba gali būti naudojami ličio kobalto oksido baterijų (pvz., Nešiojamiesiems kompiuteriams, išmaniesiems telefonams ir tt) perdirbimui, taip pat sudėtingoms ličio-nikelio-mangano-kobalto akumuliatorių (pvz., Elektromobilių).
Cavitation produced by Hielscher's UIP1000hdT with cascatrode Didelio galingumo ultragarsas yra gerai žinomas dėl savo sugebėjimo apdoroti cheminius skysčius ir suspensijas, siekiant pagerinti masės perdavimą ir inicijuoti chemines reakcijas.
Intensyvus galios ultrasonication poveikis yra pagrįstas akustinės kavitacijos reiškiniu. Sujungus didelės galios ultragarsą į skysčius ir suspensijas, kintamos žemo slėgio ir aukšto slėgio bangos skysčiuose sukuria nedidelius vakuuminius burbuliukus. Mažos vakuuminės ertmės auga įvairiais žemo slėgio / aukšto slėgio ciklais, kol smogs. Sulankstantys vakuuminiai burbuliukai gali būti laikomi mikroreaktoriais, kurių temperatūra iki 5000K, slėgis iki 1000atm, šildymo ir aušinimo greitis viršija 10-10 atsirasti Be to, susidaro stiprios hidrodinaminės gniuždymo jėgos ir skysčio purkštukai, kurių greitis siekia 280 m / s. Šios ekstremios akustinės kavitacijos sąlygos sukuria nepaprastas fizines ir chemines sąlygas kitais šaltais skysčiais ir sukuria palankią cheminių reakcijų aplinką (Sonokinezija)

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

48kW ultragarsinis procesorius
tokioms reiklioms reikmėms kaip metalų išplovimas

Informacijos užklausa




Atkreipkite dėmesį į mūsų Privatumo politika.


Ultragarsinis išsiplovimas panaudotų ličio jonų baterijų perdirbimo metu. (Spustelėkite norėdami padidinti!)

Ultragarsinis metalų išplitimas iš išnaudotų akumuliatoriaus atliekų.

Ultragarsiniu būdu sukurta kavitacija gali sukelti tirpalų termolizaciją, taip pat labai reaktyvių radikalų ir reagentų, tokių kaip laisvieji radikalai, hidroksido jonai (• OH,) hidroniumas (H3O +) ir tt, kurios užtikrina nepaprastas reaktyvias sąlygas skystyje, kad reakcijos greitis gerokai padidėtų. Kietosios medžiagos, tokios kaip dalelės, pagreitina skystų purkštukų srautą ir išblakdomos tarpdalykinio susidūrimo ir abrazijos metu, didinant aktyvųjį paviršių plotą ir tokiu būdu perkeliant masę.
Ultragarsinio išplovimo ir metalo regeneravimo puikus pranašumas yra tikslus proceso parametrų, tokių kaip amplitudė, slėgis ir temperatūra, kontrolė. Šie parametrai leidžia tiksliai sureguliuoti reakcijos sąlygas į proceso terpę ir tikslinį rezultatą. Be to, ultragarsinis išsiplovimas pašalina net mažiausias metalines daleles iš substrato, kartu išsaugant mikrostruktūras. Padidėjęs metalo regeneravimas susidarė dėl labai reaktyvių paviršių ultragarsinio susidarymo, padidėjusių reakcijų greičių ir pagerėjusio masinio transportavimo. Apšvitinimo procesai gali būti optimizuoti, įtakojant kiekvieną parametrą, todėl jie yra ne tik labai efektyvi, bet ir labai energiją taupantys.
Jo tikslus parametrų valdymas ir energijos vartojimo efektyvumas leidžia ultragarso išplovimui palankią ir puikią techniką – ypač palyginus su sudėtingomis rūgšties išplovimu ir chelacijomis.

Ultragarsinis LiCoO atkūrimas2 iš panaudotų ličio jonų baterijų

Ultragarsis padeda išlyginti išplovimą ir cheminius nusodinimus, kurie naudojami regeneruojant Li kaip Li2CO3 ir Co kaip Co (OH)2 iš ličio jonų akumuliatorių atliekų.
Zhang ir kt. (2014 m.) Praneša apie sėkmingą "LiCoO" panaudojimą2 naudojant ultragarsinį reaktorių. norėdami paruošti 600 ml pradinį tirpalą, jie padėjo 10 g neteisingo LiCoO2 milteliai maišytuve ir pridėta 2,0 mol / L LiOH tirpalo, kurie buvo sumaišyti.
Mišinys buvo įpiltas į ultragarsinį švitinimą ir prasidėjo maišymo įrenginys, maišymo įrenginys buvo dedamas į reakcijos indo vidų. Jis buvo šildomas iki 120 ° C, o tada - Ultragarsinis prietaisas buvo nustatyta 800W, o ultragarsinis veikimo režimas buvo nustatytas 5 sekundžių impulsiniam darbo ciklui. ON / 2 sek. IŠJUNGTA. Ultragarsinis švitinimas praėjo 6 valandas, po to reakcijos mišinys atšaldytas iki kambario temperatūros. Kietoji liekana buvo kelis kartus plaunama dejonizuotu vandeniu ir džiovinta 80 ° C temperatūroje iki pastovios masės. Gauti bandiniai buvo surinkti po to, kai buvo atliktas bandymas ir akumuliatoriaus gamyba. Pirmojo ciklo įkrova yra 134,2 mAh / g, o išleidimo talpa yra 133,5 mAh / g. Pirmą kartą įkrovimo ir iškrovimo efektyvumas siekė 99,5%. Po 40 ciklų išleidimo talpa vis dar yra 132.9mAh / g. (Zhang ir kt., 2014 m.)

Ultragarsiai išgydyti LiCoO2 kristalai. (Spustelėkite norėdami padidinti!)

Naudojami LiCoO2 kristalai prieš (a) ir po b) gydymą ultragarsu esant 120 ° C 6 val. šaltinis: Zhang ir kt. 2014 m

Ultragarsinis išplovimas su organinėmis rūgštimis, tokiomis kaip citrinų rūgštis, yra ne tik efektyvus, bet ir ekologiškas. Tyrimai parodė, kad Co ir Li išplovimas yra veiksmingesnis su citrinų rūgštimi nei su neorganinėmis rūgštimis H2Taip4 ir HCl. Daugiau nei 96% Co ir beveik 100% Li buvo panaudoti iš naudotų ličio jonų baterijų. Tai, kad organinės rūgštys, tokios kaip citrinų rūgštis ir acto rūgštis, yra nebrangios ir biologiškai skaidžios, prisideda prie tolesnių ekonominių ir aplinkosaugos pranašumų, susijusių su ultragarsu.

Didelio galingumo pramonės ultragarsas

UIP4000hdT - Hielscher's 4kW high-performance ultrasonic system "Hielscher Ultrasonics" yra jūsų ilgai išbandytas tiekėjas labai veiksmingoms ir patikimoms ultragarso sistemoms, kurios užtikrina reikalingą galingumą metalų išmetimui iš atliekų. Norint perdirbti ličio jonų baterijas išgaunant tokius metalus kaip kobaltas, ličio, nikelis ir manganas, itin svarbios galingos ir patikimos ultragarso sistemos. Hielscher Ultrasonics’ pramoniniai vienetai, tokie kaip UIP4000hdT (4kW), UIP10000 (10kW) ir UIP16000 (16kW) yra galingiausios ir patikimos aukštos kokybės ultragarso sistemos rinkoje. Visi mūsų pramonės vienetai gali būti nuolat vykdomi su labai dideliais amplitudėmis iki 200μm per 24 valandas per parą. Dar didesniam amplitudžiui yra pritaikytų ultragarso sonotrodų. Hielschero ultragarso įrangos tvirtumas leidžia dirbti 24 valandas per parą 7 darbo metu sunkiose ir sudėtingose ​​aplinkose. Hielscher tiekia specialius sonotrodus ir reaktorius aukštoms temperatūroms, slėgiui ir koroziniams skysčiams. Tai daro mūsų pramoninius ultragarsatorius tinkamiausius ekstrahavimo metalurgijos metodams, pvz., Hidrometalurginiam apdorojimui.

Žemiau pateiktoje lentelėje pateikiama apytikslė mūsų ultragarsu apdorojimo pajėgumo informacija:

Serija tomas srautas Rekomenduojami prietaisai
0.1 iki 20L 0.2 iki 4L / min UIP2000hdT
Nuo 10 iki 100L Nuo 2 iki 10 l / min UIP4000
Nėra duomenų | 10 - 100 l / min UIP16000
Nėra duomenų | didesnis klasteris UIP16000

Susisiekite su mumis! / Klausk mus!

Jei norite paprašyti papildomos informacijos apie ultragarso homogenizavimą, naudokite žemiau esančią formą. Mums bus malonu pasiūlyti ultragarso sistemą, atitinkančią jūsų reikalavimus.









Atkreipkite dėmesį, kad mūsų Privatumo politika.


Literatūra / Literatūra

  • Golmohammadzadeh R., Rashchi F., Vahidi E. (2017): Ličio ir kobalto panaudojimas iš panaudotų ličio jonų baterijų naudojant organines rūgštis: proceso optimizavimas ir kinetiniai aspektai. Atliekų tvarkymas 64, 2017. 244-254.
  • Shin S.-M .; Lee D.-W .; Wang J.-P. (2018 m.): Nikelio nanodinto miltelių iš LiNiO gamyba2 iš sunaudoto ličio jonų baterijos. Metals 8, 2018.
  • Zhang Z., He W., Li G., Xia J., Hu H., Huang J. (2014): LiCoO hidroterminis renovavimas ultragarsiniu būdu2 iš panaudotų ličio jonų akumuliatorių katodo. Int. J. Electrochem. Sci., 9 (2014 m.). 3691-3700.
  • Zhang Z., Jis W., Li G., Xia J., Hu H., Huang J., Shengbo Z. (2014): Litijos kobalto oksido medžiagos atkūrimas iš panaudotų ličio jonų akumuliatorių katodo. ECS Electrochemistry Letters, 3 (6), 2014. A58-A61.


Faktai verta žinoti

Ličio jonų baterijos

Ličio jonų baterijos (LIB) yra bendras (pakartotinai įkraunamų) baterijų, kurios siūlo didelį energijos tankį ir dažnai integruojamos į buitinę elektroniką, pvz., Elektroninius automobilius, hibridinius automobilius, nešiojamus kompiuterius, mobiliuosius telefonus, "iPod" ir tt, bendras terminas. Kiti panašaus dydžio ir talpos pakartotinai įkraunamų baterijų variantai yra žymiai lengvesni.
Skirtingai nuo vienkartinės ličio pirminės baterijos, LIB kaip elektrodas vietoj metalinio ličio naudoja intercalated ličio junginį. Pagrindinės ličio jonų baterijos sudedamosios dalys yra jos elektrodai – anodas ir katodas – ir elektrolitas.
Daugelyje ląstelių yra elektrolito, separatoriaus, folijos ir korpuso dalių. Pagrindinis skirtumas tarp ląstelių technologijų yra medžiaga, naudojama kaip “aktyvios medžiagos” pvz., katodo ir anodo. Grafitas yra dažniausiai naudojama medžiaga kaip anodas, o katodas pagamintas iš sluoksniuoto LiMO2 (M = Mn, Co ir Ni), spinelio LiMn2O4, arba olivinas LiFePO4. Elektrolito organiniai skysčio elektrolitai (pvz., LiPF6 druska, ištirpinta organinių tirpiklių mišinyje, pvz., Etileno karbonatas (EC), dimetilkarbonatas (DMC), dietilo karbonatas (DEC), etilo metilo karbonatas (EMC) ir tt) leidžia joninis judesys.
Atsižvelgiant į teigiamą (katodinę) ir neigiamą (anodinę) elektrodo medžiagą, LIB energetinis tankis ir įtampa skiriasi atitinkamai.
Naudojant elektrines transporto priemones, dažnai naudojama elektromobilio akumuliatoriaus (EVB) arba traukos baterija. Tokios traukos baterijos naudojamos krautuvuose, elektrinių golfo vežimėlių, grindų valytuvų, elektrinių motociklų, elektrinių automobilių, sunkvežimių, furgonų ir kitų elektra varomų transporto priemonių.

Metalo perdirbimas iš sunaudotų ličio jonų baterijų

Lyginant su kitais baterijų tipais, kuriuose dažnai yra švino arba kadmio, ličio jonų baterijose yra mažiau toksiškų metalų, todėl jie laikomi aplinkai nekenkiančiais. Tačiau didžiulis panaudotų ličio jonų baterijų kiekis, kurį reikės išmesti iš elektros variklių išleidžiamų baterijų, yra atliekų problema. Todėl būtina uždaryti ličio jonų baterijų perdirbimo kilpą. Ekonominiu požiūriu naujų elementų gamyboje gali būti išgaunami ir pakartotinai naudojami metaliniai elementai, tokie kaip geležis, varis, nikelis, kobaltas ir ličio. Perdirbimas gali užkirsti kelią ir ateities trūkumui.
Nors baterijos su didesniais nikelio kiekiais patenka į rinką, baterijų be kobalto gamybos neįmanoma. Didesnis nikelio kiekis kainuoja: padidinus nikelio kiekį, baterijos stabilumas sumažėja, todėl sumažėja jo ciklas ir greitas įkrovimas.

Didėjanti ličio jonų baterijų paklausa. Šaltinis: "Deutsche Bank"

Didėjanti ličio jonų baterijų paklausa reikalauja didinti baterijų atliekų perdirbimo pajėgumus.

Perdirbimo procesas

Elektrinių transporto priemonių, tokių kaip "Tesla Roadster", akumuliatorių galiojimo laikas yra 10 metų.
Išnaudotų ličio jonų akumuliatorių perdirbimas yra sudėtingas procesas, nes yra didelės įtampos ir pavojingų cheminių medžiagų, dėl kurių gali kilti teršalų, elektros smūgių ir pavojingų medžiagų išmetimo pavojus.
Siekiant nustatyti uždaro ciklo perdirbimą, kiekvienas cheminis ryšys ir visi elementai turi būti atskirti į atskiras dalis. Tačiau energija, reikalinga tokiam uždaros kilpos perdirbimui, yra labai brangiai kainuojanti. Labiausiai vertingos panaudojimo medžiagos yra metalai, tokie kaip Ni, Co, Cu, Li ir kt. Kadangi brangios kasybos ir didelės metalinių komponentų rinkos kainos, perdirbimas yra ekonomiškai patrauklus.
Ličio jonų baterijų perdirbimo procesas prasideda baterijų išmontavimu ir ištuštinimu. Prieš atidarant akumuliatorių, akumuliatoriui reikia išjungti pasyvaciją. Pasyvavimui gali būti pasiektas kriogeninis šaldymas arba kontroliuojamas oksidavimas. Priklausomai nuo akumuliatoriaus dydžio, baterijas galima išmontuoti ir išmontuoti iki korpuso. Po išmontavimo ir gniuždymo komponentai izoliuojami keliais būdais (pvz., Atranka, sijojimas, ranka surinkimas, magnetinis, šlapias ir balistinis atskyrimas), kad pašalintų ląstelių žarnas, aliuminį, varį ir plastiką iš elektrodo miltelių. Elektrodų medžiagų atskyrimas reikalingas tolesniam procesui, pvz., Hidrometalurginiam apdorojimui.
Pirolizė
Dėl pirolizės apdorojimo smulkintos akumuliatoriaus dalys yra iškaitintos krosnyje, kurioje kaip šlaką sudarantis agentas yra įdėtas kalkakmenis.

Hidroterminiai procesai
Hidrometalurginis perdirbimas yra pagrįstas rūgštinėmis reakcijomis, siekiant nusodinti druskas kaip metalus. Tipiški hidrometalurginiai procesai apima išplovimą, nusodinimus, jonų mainus, tirpiklių ekstrahavimą ir vandeninių tirpalų elektrolizę.
Hidroterminio apdorojimo pranašumas - tai aukštas + 95% Ni ir Co sintezės išgryninimas kaip druskos, 90% Li gali nusodinti, o likusieji gali būti išgaunami iki 80%.

Ypač kobaltas yra itin svarbus ličio jonų akumuliatorių katodų komponentas, skirtas naudoti didelės energijos ir energijos srityje.
Dabartiniai hibridiniai automobiliai, tokie kaip "Toyota Prius", naudoja nikelio metalo hidrido baterijas, kurios išmontuojamos, iškraunamos ir perdirbamos panašiai kaip ir ličio jonų baterijos.

"Hielscher Ultrasonics" gamina aukštos kokybės ultragarsinius instrumentus.

Galingas ultragarsas nuo laboratorijos ir stalo iki pramoninės gamybos.