Ultrasonidos pa ar reciclaje baterías iones litio
- Baterías ar iones litio, usadas jar coches eléctricos ya ba pa jár ta̲i masivo ne ko, mfeni reciclaje da da desarrollado.
- Lixiviación ultrasonidos ge 'nar técnica nt'ot'e xi hño, respetuoso ar nt'uni mbo jar ximha̲i pa recuperar metales komongu nixi, Li, Mg, Co, etc baterías iones litio.
- Sistemas industriales ultrasonidos Hielscher aplicaciones lixiviación ya fiables ne ya robustos ne xi integrar ar hingi hembi da ja ya do̲ni ar reciclaje 'bui.
Reciclaje baterías iones litio
Ya baterías iones litio ya ampliamente utilizadas vehículos eléctricos (EV), computadoras portátiles ne teléfonos celulares. 'Me̲hna ir bo̲ni ke ya baterías ar iones litio gastadas ge 'nar desafío nu'bya dige ar gestión ne ar reciclaje residuos. Ya baterías ge 'nar mahyoni controlador costos pa ya vehículos eléctricos, ne ár eliminación 'nehe ar costosa. Ya 'na'ño instituto ambientales ne ya bojä impulsan 'nar bucle reciclaje cerrado, ya da residuos ar baterías contienen materiales valiosos ne ayudan reducir ar huella carbono ar fabricación baterías iones litio.
Reciclaje baterías iones litio xi creciendo ja 'nar próspero sector ar industria pa xi hño disponibilidad futura metales ha̲i raras ne ma'ra componentes ar bateriya ne reducir ya costos ambientales ar minería.
Lavado ultrasónico industrial
Ultrasónico lixiviación ne extracción metales xi da t'uni ar da procesos reciclaje baterías óxido cobalto litio (nt'udi, ndezu̲ ar portátiles, smartphones, etc.), komongu ja ya baterías ar litio, níquel-manganeso — cobalto complejas (ngu ar vehículos eléctricos).
Ultrasonido mextha nts'edi ar conocido ir nge ár mfeni procesar líquidos químicos ne lodos jar 'mui mejorar ar transferencia masa ne da du'mi reacciones químicas.
Ár ntsoni intenso ultrasonidos nts'edi bí basa jár fenómeno ar cavitación acústica. Ya ultrasonido mextha nts'edi acoplamiento jar líquidos yá lodos, ya ondas xí hñets'i'i ar presión ne ar mextha ar presión alternadas líquidos generan t'olo burbujas ar vacío. Ya t'olo huecos ar vacío crecen dige ar varios ar ciclos xí hñets'i'i presión yá mextha presión asta ar implode violentamente. Ya burbujas ar vacío nä'ä xi da consideradas komongu microreactores jar da temperaturas asta 5000 ë, presiones asta 1000atm ne calefacción ne refrigeración tasas t'uti hñe̲he̲ ma 10— 10 ar producen. 'Nehe, bí generan potentes ya ndu nzafi ar cizallamiento hidrodinámicas ne jets líquidos ko asta ar velocidad ar 280 ar m/s. Gi nkohi extremas ar cavitación acústica crean 'mefa nkohi físicas ne químicas jar líquidos ar fríos nä'ä contrario ne crean 'nar mbo jar ximha̲i beneficioso pa reacciones químicas ()Sonochemistry).
Sonificador Ultrasonidos 48KW
pa aplicaciones exigentes komongu ar lixiviación metales
Ultrasónico ar lixiviación metales ya desechos baterías agotadas.
Nar dätä hño ar ventaja ar ultrasonidos lixiviación ne recuperación ge ar control preciso ya parámetros ar proceso tales como presión, ar mpat'i ne ya amplitud. Nuya parámetros permiten da ajustar ya nkohi reacción exactamente bí media ar proceso ne ar salida específica. 'Nehe, lavado ultrasónico elimina 'nehe ya partículas mäs pequeñas ya bo̲jä ar, ar substrato, conservando microestructuras. Ar recuperación mejorada ge nu'bya creación ultrasónica ar superficies altamente reactivas, velocidades reacción dätä ne xi hño transporte masivo. Sonicación procesos xi optimizar da ja da ñut'i nu'u ja ya parámetro ne ir hingi ho̲ntho ya di pädi ge 'nehe altamente eficientes.
Ár dätä nt'ot'e energía ne control parámetro exacto da ultrasonidos lixiviación favorable ne excelente nt'o̲t'e – ja ar comparación ko técnicas lixiviación ne quelante ácidas complicadas.
Recuperación ultrasónica LiCoO2 ar baterías ar iones litio usadas
Ultrasonidos ayuda ar reductora ar lixiviación ne ar precipitación química, da utilizan pa recuperar Li komongu ar Li2CO3 ne komongu Co (o)2 ar baterías ion litio desecho.
Zhang et jar el., (2014) informe recuperación exitosa LiCoO2 utilizando 'nar reactor ultrasónico. pa ndi hoki ár njäts'i inicial ya 600 mL, coloca 10 g LiCoO hindi válido2 polvo ja 'nar Baso ar precipitados ne añadido 2.0mol yá L ya LiOH njäts'i, ne bí mezclaron.
Ar mezcla bí vertida ja ar irradiación ultrasónica ne nä'ä revuelve ar dispositivo iniciado, ar agitación dispositivo bí colocado jár interior ar recipiente reacción. Calienta jar 120◦C ne Gem'bu̲ ar Dispositivo ultrasónico bí creada jar 800W ne ar ultrasonido modo ya nt'ot'e da estableció jar ciclos ar 'be̲fi pulsado 5 seg yá 2 seg., apagado. Ar irradiación ar ultrasónica bí aplicó Nxoge 6 h, ne Gem'bu̲ ar mezcla reacción ar enfría da mpat'i ambiente. Ar residuo sólido 'Beni xingu ya bes ko ar dehe desionizada ne da secó jar 80◦C asta ar be̲xu nzäm'bu̲. Ar muestra ar obtenida bí recogida pa 'mefa ár njäts'i Tange'u producción ntsa̲ ne bateriya. Ar mfeni carga jar ndu̲i ar ciclo xí 134.2mAh yá g ne mfeni ar descarga 133.5mAh yá g. Ar dätä nt'ot'e carga ne descarga bes bí 99.5%. 'Mefa xta 40 ciclos, mfeni ya descarga te̲ni komongu 132.9mAh yá g (Zhang et jar el. 2014).
Gi japu̲'be̲fi cristales LiCoO2 nu'bu̲ ne 'mefa xta nt'ot'e (b) ecografía jar 120◦C pa 6 h. Fuente: Zhang et ar 2014
Ultrasónico lixiviación ko ácidos orgánicos komongu ar ácido cítrico ge hingi ho̲ntho xi hño ge 'nehe ecológico. Ár nthoni bí nthe̲hu̲ da lixiviación ya Co ne ya Li ar mäs nt'ot'e xi hño ko ácido cítrico da ko ya ácidos inorgánicos H2IR4 ne ácido clorhídrico. Mäs ar 96% Co ne kasu̲ 100% Li ma recuperados ja ya baterías iones litio gastado. Hecho ya ácidos orgánicos komongu ar ácido cítrico ne ácido acético ya Bojä ne biodegradables, contribuye jar ventajas Bojä ne medioambientales ar sonicación.
Ultrasonido Industrial mextha ir nge
Hielscher Ultrasonics ge ár proveedor experimentado largo pa ya sistemas ar ultrasonido altamente eficientes ne confiables, da entregan ár nts'edi mahyoni pa lixiviar metales residuos. Pa reprocesar ya baterías iones litio ir nge ar extracción metales komongu ar cobalto, litio, níquel ne manganeso, potentes ne robustos sistemas ultrasónicos ya esenciales. Hielscher Ultrasonics’ unidades industriales ya Komo ar UIP4000hdT (4kW), UIP10000 (10kW) ne UIP16000 (16kW) ya sistemas ar ultrasonido ar mar hñets'i ar rendimiento xí potentes ne robustos jár ta̲i. Ga̲tho nuestras unidades industriales ar xi ejecutar ñäñho ko amplitudes xi altas asta 200μm jar operación 24 yá 7. Pa ar dätä amplitud, Sonotrodos ultrasónicos modificado pa requisitos ntsuni hontho gi 'bu̲hu̲ da 'mui. Robustez ya equipos ultrasonidos Hielscher permite 'nar funcionamiento 24 yá 7 jar 'be̲fi hñei ne ya entornos mäs exigentes. Hielscher suministros Sonotrodos hontho ne reactores altas temperaturas, presiones ne líquidos corrosivos, 'nehe. 'Me̲hna thogi ma ultrasonicators industriales mäs adecuado técnicas Metalurgia Extractiva, pa da tratamientos 'nar nt'udi hidrometalúrgicas.
Xtí tabla bí xta ar 'nar indicación ya mfeni ya procesamiento aproximado HMUNTS'UJE ultrasonicators:
| Volumen lote | Tasa flujo | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 0.1 da 20L | 0.2 4 L yá min | UIP2000hdT |
| 10 da 100L | 2 10 L yá min | UIP4000 |
| n.a. | 10 100 L yá min | UIP16000 |
| n.a. | mäs dätä | Cluster ar UIP16000 |
Ot'a yá referencias
- Golmohammadzadeh R., Rashchi F., E. Vahidi (2017): Recuperación litio ne cobalto ar gastado ya baterías iones litio utilizando ácidos orgánicos: optimización ne ya 'na'ño instituto cinéticos ar ar proceso. Gestión residuos 64, 2017. 244 — 254.
- Shin S. M.; Gi Nehe D.-W.; Wang J.-hne. (2018): fabricación níquel combinar polvo LiNiO2 ar bateriya iones litio usadas. Metales 8, 2018.
- Z. Zhang, nä'ä w., G. Li, Xia J., H. Hu, J. Huang (2014): Asistida ya ultrasonido hidrotermal renovación LiCoO2 ya ar cátodo baterías ar iones litio usadas. Int J. Electrochem. SCI., 9 (2014). 3691 — 3700.
- Zhang Z. nä'ä w., G. Li, Xia j, Hu H., J. Huang, Z. Shengbo (2014): Recuperación ar hñei ar óxido cobalto litio cátodo baterías ar iones litio usadas. ECS electroquímica Nthuts'i, 3 (6), 2014. A58 — A61.
Hechos Bale ar penä ga pädi
Baterías iones litio
Baterías ion litio (LIB) ge ar colectivo terme pa pilas (recargables) ofrecen 'nar mextha densidad ar energía ne ar integran xi frecuencia jar electrónica consumo komongu ar coches electrónicos, coches híbridos, ordenadores portátiles, teléfonos celulares, iPods, etcetera... Ja ar comparación ko ma 'ra ya pa pilas recargables similar ya tamaño ne ya mfeni, LIBs ya significativamente mäs ligeros.
Ma diferencia ar bateriya primaria litio desechables, 'nar LIB gi japu̲'be̲fi compuestos litio intercalado en lugar de litio metálico komongu ár electrodo. Ya ndu'mi componentes 'nar bateriya iones litio ya yá electrodos – ánodo ne ar cátodo – ne ar electrolito.
Mäs xingu ya células comparte componentes pa ngatho dige ya electrolitos, separador, láminas ne ar carcasa. Ar principal diferencia ja ya tecnologías celdas ge ar hñei utilizado komongu “materiales activos” komongu ar cátodo ne ar ánodo. Ar grafito ge ar hñei mäs frecuentemente usado komongu ar ánodo, mente ke ar cátodo nt'ot'ihu̲ xí t'o̲t'e dega ar capas LiMO2 (M = Mn, Co ne Ni), espinela LiMn2Acerca ar4, wa LiFePO olivino4. Ya electrólitos líquidos orgánicos ar ar electrólito (nt'udi, LiPF6 sal disuelta ja 'nar mezcla ar solventes orgánicos, tales como carbonato etileno (CE), carbonato dimetilo (DMC), carbonato dietilo (DEC), carbonato ar metilo etilo (EMC), etc.) permite yá 'ñäni iónico.
Dependiendo de ar positivo (cátodo) ne ar electrodo negativo (ánodo) ya materiales, densidad ya energía ne ya voltaje LIBs varían respectivamente.
Nu'bu̲ ar gi japu̲'be̲fi jar vehículos eléctricos, ar gi japu̲'be̲fi tso̲kwa menudo ar vehículo eléctrico bateriya (EVB) wa bateriya tracción. Gi baterías ar tracción bí utilizan jar montacargas, carros ar golf eléctricos, fregadoras, motocicletas eléctricas, coches eléctricos, camiones, camionetas ne ma'ra ya vehículos eléctricos.
Reciclaje baterías ar ion-litio gastadas ar metales
Ar comparación ko ma 'ra xingu ya baterías ne da menudo contienen plomo wa ya cadmio, ya baterías ion-litio contienen metales nja'bu̲ tóxicos ne ir bí consideran komongu respetuoso ar nt'uni mbo jar ximha̲i. 'Ñotho ar embargo, Nar dätä hño yá 'bede ya baterías iones litio, mi pe̲ts'i da k'ahni baterías coches eléctricos, presente 'nar hñäki ya residuos. Ir ar mahyoni 'nar circuito cerrado reciclaje baterías ion-litio. Ndezu̲ 'nar punto ar thandi bojä, xe̲ni metálicos nu'u̲ hierro, cobre, níquel, cobalto ne litio xi recuperados ne reutilizados producción 'ra'yo baterías. Reciclaje dar tsa̲ da mä 'met'o 'nar futura 'Ñäthe, 'nehe.
Anke ya baterías cargas mäs altas níquel gi 'bu̲hu̲ entrando jar jár ta̲i, hindi 'ñemega̲ producir ya baterías hinda cobalto. Ar dätä contenido níquel pe̲ts'i 'nar precio: ko 'nar contenido creciente níquel, bí reduce nzäm'bu ar bateriya ne da reducción ár ciclo ar nzaki ne ar mfeni carga ngut'a.
Demanda creciente pa ya baterías Li-ion bí 'ya̲ni aumento mfeni reciclaje pa ya baterías desechos.
Proceso reciclaje
Baterías vehículos eléctricos komongu ar Tesla Roadster pe̲ts'i 'nar duración aproximada 10 ya je̲ya.
Reciclaje ya baterías Li-ion ge 'nar proceso exigente ndezu̲ mextha tensión ne gi 'bu̲hu̲ implicados productos químicos peligrosos, da ku̲hu̲ ya riesgos fugitivo termal, bi eléctricas ne ar emisión sustancias peligrosas.
Pa da t'ot'e 'nar circuito cerrado reciclaje, nu'bu̲ enlace químico ne ya xe̲ni tsa 'bu̲i separados ja yá fracciones Nthuts'i. Wat'i, energía mahyoni pa nja'bu̲ 'nar circuito cerrado reciclaje ya xi caros. Ya materiales mäs valiosos pa ar recuperación metales komongu nixi, Co, Cu, Li, etc. ndezu̲ hmädi ar mineras ne ar altos precios jár ta̲i ya componentes metálicos o̲t'e ar reciclaje económicamente atractivo.
Proceso reciclaje baterías ion-litio ar gi du̲i ar desmantelamiento ne ar descarga ya baterías. 'Bu̲ 'be̲tho abrir ar bateriya, ge mahyoni 'nar estabilización da inactivar ya sustancias químicas jar ar bateriya. Estabilización to da tsoni da congelación criogénica wa controlado ar oxidación. Dependiendo de ar tamaño ar bateriya, ya baterías xi da desmanteladas ne desmontadas asta ar célula. 'Mefa xta desmontar ne trituración, ya componentes gi 'bu̲hu̲ aislados ya varios ya nt'ot'e (cribado, tamizado, selección 'ye̲, magnética, mojado ne separación balística) da pats'u̲ga̲ ya cubiertas ar célula, aluminio, cobre ne plásticos ar polvo ar electrodo. Separación ya materiales electrodo ge mahyoni pa ya procesos posteriores, ár nt'ot'e hne. ej. hidrometalúrgico.
Pirolisis
Pa ar proceso pirolítico, baterías ralladas ya fundidas jar horno ho ar Nunu̲ ar caliza bí añade komongu 'nar agente formación escoria.
Procesos hidrotermales
Proceso hidrometalúrgico ar basa jar reacciones ácidas da precipitar ya sales komongu ya metales. Procesos hidrometalúrgicos wa ya nza̲those̲ incluyen ar lixiviación, precipitación, mpa̲ti iónico, extracción ya solventes ne electrólisis soluciones acuosas.
Ar ventaja ar nt'ot'e hidrotérmico ar rendimiento mextha ar recuperación ar + 95% ar Ni ne Co komongu ar sales, + 90% ar Li to da precipitado, ne ar resto ar tsa̲ da recuperar asta ar 80%.
Ho̲ntho nu'u̲ ar cobalto ge 'nar componente crítico jar cátodos baterías iones litio mextha ar energía ne ar usos ar energía.
Actuales coches híbridos komongu ar Prius ar Toyota, njapu'befi níquel metal hidruro, nä'ä ar desmontado, descargan ne reciclan bí similar komongu ya baterías Li-ion.
Sonicación Nar dätä hño ntsoni ngatho ar laboratorio ne ar banko bí producción ar industrial.