Ultradźwięki sprawiają, że recykling baterii litowo-jonowych staje się bardziej efektywny

Lit jest rzadkim i bardzo cennym materiałem obecnym w wysokowydajnych akumulatorach, takich jak akumulatory litowo-jonowe. Lit jest najcenniejszym materiałem, który jest odzyskiwany w procesie recyklingu baterii litowo-jonowych, ale również inne minerały i metale, takie jak kobalt, mangan, nikiel, miedź i aluminium, są cennymi metalami do odzysku. Ultradźwięki o wysokiej intensywności są stosowane jako technika mieszania i wymywania o wysokim stopniu natężenia w celu wydobywania, usuwania i rozpuszczania cennych minerałów i metali ze zużytych baterii. Metoda ultradźwiękowa jest bardzo wydajna, energooszczędna i łatwo dostępna do zainstalowania w pełni komercyjnych zakładach recyklingu.

Przegląd: Proces recyklingu akumulatorów litowo-jonowych

Proces recyklingu metali szlachetnych i materiałów ze zużytych akumulatorów litowo-jonowych obejmuje zazwyczaj kilka etapów. Oto ogólny przegląd:

  1. Zbieranie i sortowanie: Zużyte akumulatory litowo-jonowe są zbierane i sortowane w oparciu o ich typy i skład chemiczny.
  2. Demontaż: Najpierw plastikowa osłona akumulatora jest rozbijana i usuwana, a następnie nagi akumulator jest umieszczany w ciekłym azocie w celu zneutralizowania reaktywnych, wybuchowych substancji. Ten krok zapobiega nagłemu uwolnieniu całej zmagazynowanej energii i związanemu z tym zapłonowi i eksplozji. Następnie baterie są demontowane w celu oddzielenia różnych komponentów, takich jak katoda, anoda, elektrolit i obudowa.
  3. Rozdrabnianie: Zdemontowane baterie są rozdrabniane na mniejsze kawałki w celu zwiększenia powierzchni dla kolejnych procesów.
  4. Rozwarstwienie elektrody: Przed przystąpieniem do ekstrakcji metalu, odizolowane elektrody, tj. katoda i anoda, muszą zostać poddane dalszemu demontażowi. Ponieważ materiał katody jest zwykle przyklejony do folii aluminiowej za pomocą spoiwa, zwykle polifluorku winylidenu (PVDF) lub politetrafluoroetylenu (PTFE), usunięcie katody i folii aluminiowej jest trudnym zadaniem.
  5. Obróbka chemiczna: Rozdrobnione elementy baterii poddawane są różnym procesom chemicznym w celu rozpuszczenia i oddzielenia różnych materiałów. Może to obejmować ługowanie kwasem lub innymi rozpuszczalnikami w celu ekstrakcji cennych metali, takich jak lit, kobalt, nikiel i miedź.
  6. Odzyskiwanie i oczyszczanie: Rozpuszczone metale są następnie odzyskiwane z roztworu w procesach takich jak wytrącanie, ekstrakcja rozpuszczalnikowa lub metody elektrochemiczne. Etapy te pomagają oczyścić i skoncentrować metale szlachetne.

Odzyskiwanie metali szlachetnych poprawione przez sonikację

Ultradźwięki mogą usprawnić etapy rozwarstwiania elektrod i ługowania metali szlachetnych i materiałów poprzez intensyfikację reakcji, dzięki czemu proces odzyskiwania jest znacznie bardziej wydajny. Ultradźwięki to technika wykorzystująca fale ultradźwiękowe o wysokim natężeniu do tworzenia drgań mechanicznych i kawitacji akustycznej w ciekłym medium. Silne siły ultradźwięków są wykorzystywane do usprawnienia procesu recyklingu metali szlachetnych ze zużytych akumulatorów litowo-jonowych na kilka sposobów:
 

  1. Dezintegracja: Ultradźwięki rozbijają rozdrobnione materiały akumulatorowe, tworząc mniejsze cząstki. Mniejsze cząstki oferują większą powierzchnię, co sprawia, że ługowanie chemiczne jest bardziej skuteczne, pomagając w uwalnianiu cennych metali.
  2. Ulepszone wymywanie: Zastosowanie ultradźwięków podczas procesów ługowania może zwiększyć kontakt między materiałem stałym a roztworem ługującym, zwiększając wydajność ekstrakcji metalu. Ługowanie ultradźwiękowe sprzyja ekstrakcji metali i zwiększa wydajność odzyskiwanych metali i minerałów, takich jak kobalt, mangan, nikiel, miedź i aluminium.
  3. Ulepszone rozwarstwianie elektrod: Celem rozwarstwienia elektrod podczas recyklingu akumulatorów jest oddzielenie różnych komponentów, takich jak elektrody, elektrolity i separatory, aby mogły być dalej przetwarzane lub poddawane recyklingowi indywidualnie. Ultradźwięki wspomagają odrywanie i usuwanie powłok z elektrody. Siły sonomechaniczne sprzyjają skutecznemu oddzielaniu warstw elektrod.
  4. Przyspieszone reakcje: Ultradźwięki sprzyjają szybszemu i dokładniejszemu mieszaniu, co może przyspieszyć reakcje chemiczne podczas etapów odzyskiwania i oczyszczania metali.
  5. Zmniejszone zużycie energii: Ultradźwięki mogą zwiększyć wydajność procesu, zmniejszając czas i energię potrzebną do odzyskiwania metalu ze zużytych baterii.

 
Ultradźwięki mogą odegrać korzystną rolę w usprawnieniu procesu recyklingu metali szlachetnych i materiałów ze zużytych akumulatorów litowo-jonowych poprzez zwiększenie skuteczności i wydajności różnych etapów procesu recyklingu.
Etapy procesu ultradźwiękowego ługowania metali i rozwarstwiania elektrod można dostosować do indywidualnych procesów recyklingu, które mogą się różnić, ponieważ firmy specjalizujące się w recyklingu akumulatorów litowo-jonowych opracowują i modyfikują swoje procesy w celu uzyskania najwyższej wydajności.

UIP4000hdT - 4000 Watt potężny procesor ultradźwiękowy do separacji katod i ługowania metali podczas recyklingu zużytych baterii Li-ion.

UIP4000hdT – 4kW procesor ultradźwiękowy do recyklingu baterii litowo-jonowych

Zapytanie o informacje




Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.


Ultradźwięki do wysokowydajnego odzysku
 

  • Lit
  • kobalt
  • mangan
  • Nikiel
  • miedź
  • glin
  • LiCoO2
  • Grafit

Kawitacja ultradźwiękowa do separacji katod

Ultradźwięki oddzielają materiały katodowe od folii aluminiowej poprzez efekty kawitacji akustycznej. Kawitacja akustyczna lub ultradźwiękowa jest uwarunkowana występującymi lokalnie wysokimi ciśnieniami, wysokimi temperaturami i ich kolejnymi spadkami, w wyniku których powstają odpowiednie różnice ciśnień i temperatur, a także intensywne mikroturbulencje i silne mikroturbulencje. Te siły kawitacyjne wpływają na granice powierzchni, sprzyjają przenoszeniu masy i powodują erozję. Generowanie tak intensywnych sił o charakterze chemicznym, fizycznym, termicznym i mechanicznym, kawitacja ultradźwiękowa wywołuje wymagane mieszanie i przenoszenie masy w celu przerwania struktury spoiwa organicznego stosowanego w bateriach litowo-jonowych do mocowania katody do kolektora / folii aluminiowej.
Podczas gdy mechaniczne pobudzenie, takie jak samo mieszanie, jest niewystarczające do skutecznego oddzielenia materiału katody od folii aluminiowej, ultradźwięki o wysokiej intensywności zapewniają wymaganą energię sonochemiczną i sonomechaniczną do całkowitego usunięcia materiału katody z kolektorów. W przeciwieństwie do mieszania mechanicznego, kawitacja ultradźwiękowa generuje intensywne turbulencje, lokalnie wysokie temperatury i ciśnienia, a także wzburzenia, strumienie i strumienie cieczy, które rozbijają spoiwo, np. PVDF lub PTFE, które łączą katodę z folią Al i erodują powierzchnię zarówno katody, jak i folii Al. PVDF lub PTFE, które łączą katodę z folią Al i erodują powierzchnię katody i folii Al. W ten sposób spoiwo pomiędzy oboma materiałami jest odpowiednio niszczone, a katoda i folia aluminiowa są skutecznie oddzielone.
Na przykład, separacja ultradźwiękowa powoduje wysoką skuteczność usuwania katody na poziomie 99% przy użyciu N-metylo-2-pirolidonu (NMP) jako rozpuszczalnika w temperaturze 70°C (240 `W mocy ultradźwiękowej i 90 `min czasu przetwarzania ultradźwiękowego). Ponieważ ultradźwiękowe oddzielanie katod rozprasza materiał równomiernie i zapobiega powstawaniu większych aglomeratów, ułatwiony jest późniejszy proces wymywania metalu.
Dowiedz się więcej o ultradźwiękowym rozwarstwianiu elektrod w celu odzyskania materiałów aktywnych i folii kolektorów prądowych!

"Ultradźwiękowiec

Ultradźwiękowe usuwanie rozwarstwienia elektrody w procesie recyklingu baterii

Miniatura wideo

 

Ultradźwiękowe pozyskiwanie minerałów (Leaching of Minerals)

Opisane powyżej ultradźwiękowe efekty kawitacyjne sprzyjają również wypłukiwaniu metali ze zużytych baterii. Ultradźwięki o wysokiej intensywności są nie tylko używane do odzyskiwania minerałów w recyklingu baterii, ale są również często stosowane w hydrometalurgii i ługowaniu cennych rud (np. odpadów górniczych). Wysokie temperatury, ciśnienia i siły ścinające intensyfikują proces ługowania metali i znacznie zwiększają jego efektywność. Podczas gdy w kawitacyjnych punktach gorących występują lokalnie bardzo ekstremalne temperatury do 1000 K, ogólne warunki ługowania wymagają jedynie łagodnej temperatury ok. 50-60°C. Dzięki temu ultradźwiękowy odzysk metali jest energooszczędny i ekonomiczny.
Ultradźwiękowe wymywanie minerałów z zużytych baterii litowo-jonowych charakteryzuje się wysokim stopniem odzysku i wydajnością. Przykładowo, kwas siarkowy (H2SO4) został z powodzeniem użyty jako środek wymywający w obecności nadtlenku wodoru (H2O2) podczas ultradźwiękowego odzyskiwania minerałów z katody. W wyniku ultradźwiękowego wymywania kwasem siarkowym odzyskano odpowiednio 94,63% dla kobaltu i 98,62% dla litu.
Ultradźwiękowe wymywanie za pomocą organicznego kwasu cytrynowego (C6H8O7-H2O) powoduje bardzo wysoki stopień odzysku miedzi i litu, uzyskując 96% miedzi i prawie 100% litu ze zużytych baterii litowo-jonowych.

Przemysłowy reaktor ultradźwiękowy z wieloma sondami do odzyskiwania metali ze zużytych akumulatorów litowo-jonowych. Ługowanie ultradźwiękowe zapewnia wysoką wydajność odzyskiwania litu, kobaltu, miedzi, aluminium i niklu.

MultiSonoReactor z maksymalnie 5 sondami ultradźwiękowymi: Przemysłowy mieszalnik ultradźwiękowy o wysokiej intensywności do przetwarzania inline, np. ługowania metali, separacji katod i folii aluminiowej, a także ekstrakcji minerałów ze zużytych akumulatorów litowo-jonowych.


UIP16000 jest mieszalnikiem ultradźwiękowym o mocy 16kW z wysokim ścinaniem, używanym do wymagających zastosowań, takich jak ługowanie metali, dyspersje mineralne i homogenizacja zawiesin o wysokiej lepkości i ściernych.

UIP16000, homogenizator ultradźwiękowy o mocy 16 000 W do ekstrakcji minerałów, ługowania metali i separacji katod w recyklingu akumulatorów

Zalety technologii ultradźwiękowego recyklingu akumulatorów
 

  • wysoka wydajność
  • Ustalona technika
  • Prosta obsługa
  • Niskie / nietoksyczne zastosowanie rozpuszczalnika
  • Prawie zerowa emisja spalin / ślad CO2
  • bezpieczny
  • przyjazny środowisku

Proste i bezpieczne: Skalowanie ultradźwiękowe od testów wykonalności do recyklingu przemysłowego

Wysokowydajne urządzenia ultradźwiękowe do recyklingu akumulatorów litowo-jonowych są łatwo dostępne do instalacji stacjonarnych, pilotażowych i przemysłowych. Ponieważ ultradźwiękowa separacja katodowa i ultradźwiękowe wymywanie minerałów ze zużytych baterii są już ustalonymi procesami, proces od pierwszych prób, optymalizacji do specyficznych wymagań procesowych i instalacji w pełni przemysłowej separacji ultradźwiękowej i/lub systemu wymywania jest szybki i prosty.

Wysokowydajne ultrasonografy do recyklingu baterii

Komora przepływowa UIP4000hdT do sonizacji inline na skalę przemysłowąHielscher Ultrasonics dostarcza wysokowydajne ultrasonografy o dowolnej wielkości i pojemności. Dzięki UIP16000 (16kW) firma Hielscher produkuje najmocniejszy procesor ultradźwiękowy na świecie. Zarówno UIP16000, jak i wszystkie inne przemysłowe systemy ultradźwiękowe mogą być łatwo łączone w klastry o wymaganej wydajności przetwarzania. Wszystkie ultradźwięki firmy Hielscher są przeznaczone do pracy w trybie 24/7 przy pełnym obciążeniu i w wymagających środowiskach.
Hielscher Ultrasonics’ Przemysłowe procesory ultradźwiękowe mogą dostarczać bardzo duże amplitudy. Amplitudy do 200µm można z łatwością pracować w trybie ciągłym w trybie 24/7. Dla jeszcze większych amplitud dostępne są indywidualne sondy ultradźwiękowe.

Sondy ultradźwiękowe i reaktory soniczne dla każdej objętości

Asortyment produktów Hielscher Ultrasonics obejmuje pełne spektrum procesorów ultradźwiękowych, począwszy od kompaktowych laboratoryjnych ultrasonografów, poprzez systemy stacjonarne i pilotażowe, aż po w pełni przemysłowe procesory ultradźwiękowe o wydajności umożliwiającej przetwarzanie ciężarówek na godzinę. Pełna gama produktów pozwala nam zaoferować Państwu najbardziej odpowiednie urządzenia ultradźwiękowe dla Państwa aplikacji, wydajności procesu i celów produkcyjnych.

Precyzyjnie regulowane amplitudy dla uzyskania optymalnych wyników

Ultradźwiękowe urządzenia firmy Hielscher mogą być zdalnie sterowane za pomocą przeglądarki internetowej. Parametry sonikacji mogą być monitorowane i precyzyjnie dopasowywane do wymagań procesu.Wszystkie procesory ultradźwiękowe Hielscher są precyzyjnie sterowane, a tym samym niezawodne konie robocze w R&D i produkcja. Amplituda jest jednym z kluczowych parametrów procesu, który wpływa na efektywność i skuteczność reakcji wywołanych sonochemicznie i sonomechanicznie. Wszystkie ultradźwięki Hielscher Ultrasonics’ Procesory pozwalają na precyzyjne ustawienie amplitudy. Sonotrody i klaksony wzmacniające są akcesoriami pozwalającymi na modyfikację amplitudy w jeszcze szerszym zakresie. Przemysłowe procesory ultradźwiękowe firmy Hielscher mogą dostarczać bardzo duże amplitudy i zapewnić wymaganą intensywność ultradźwiękową dla wymagających zastosowań. Amplitudy do 200µm można z łatwością pracować w trybie ciągłym w trybie 24/7.
Precyzyjne ustawienia amplitudy oraz stałe monitorowanie parametrów procesu ultradźwiękowego za pomocą inteligentnego oprogramowania dają możliwość oddzielenia katody od folii aluminiowej, a także wymywania minerałów i metali z zużytych baterii litowo-jonowych w najbardziej efektywnych warunkach ultradźwiękowych. Optymalna syrenacja dla najbardziej efektywnego recyklingu baterii Li-ion!
Wytrzymałość sprzętu ultradźwiękowego firmy Hielscher pozwala na pracę w trybie 24/7 w trudnych warunkach pracy i w wymagającym otoczeniu. Dzięki temu urządzenia ultradźwiękowe firmy Hielscher są niezawodnym narzędziem pracy, które spełnia wymagania procesu recyklingu.

Najwyższa jakość – Zaprojektowane i wyprodukowane w Niemczech

Jako firma rodzinna i prowadzona przez rodzinę, Hielscher stawia na najwyższą jakość swoich procesorów ultradźwiękowych. Wszystkie ultradźwięki są projektowane, produkowane i dokładnie testowane w naszej siedzibie w Teltow koło Berlina w Niemczech. Solidność i niezawodność urządzeń ultradźwiękowych firmy Hielscher czyni z nich konia roboczego w Państwa produkcji. Praca 24/7 przy pełnym obciążeniu i w wymagających środowiskach jest naturalną cechą charakterystyczną wysokowydajnych sond ultradźwiękowych i reaktorów firmy Hielscher.

Poniższa tabela daje wskazanie przybliżonej mocy przerobowych naszych ultrasonicators:

Wielkość partiinatężenie przepływuPolecane urządzenia
10 do 2000mL20-400mL/minUP200Ht, UP400St
0.1 do 20L0.2 do 4L/minUIP2000hdT
10-100L2 do 10L/minUIP4000hdT
b.d.10-100L/minUIP16000
b.d.większeklaster UIP16000

Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!

Poproś o więcej informacji

Prosimy o skorzystanie z poniższego formularza w celu uzyskania dodatkowych informacji na temat procesorów ultradźwiękowych, zastosowań i ceny. Chętnie omówimy z Państwem proces i zaproponujemy Państwu system ultradźwiękowy spełniający Państwa wymagania!









Proszę zwrócić uwagę na nasze Polityka prywatności.



Fakty Warto wiedzieć

Baterie litowo-jonowe

Akumulator litowo-jonowy, również akumulator litowo-jonowy, jest rodzajem akumulatora, który można ładować. W porównaniu z bateriami ołowiowymi i niklowymi, urządzenia litowo-jonowe wykorzystują jako przewodnik katodę, anodę i elektrolit.
Jak wszystkie baterie, baterie litowo-jonowe magazynują energię chemiczną, która jest następnie przetwarzana na energię elektryczną w celu dostarczenia statycznego ładunku elektrycznego do zasilania.
Baterie litowo-jonowe są powszechnie stosowane w przenośnych urządzeniach elektronicznych, takich jak laptopy, smartfony, a także w pojazdach elektrycznych. Zastosowanie akumulatorów litowo-jonowych budzi również coraz większe zainteresowanie firm wojskowych i lotniczych.

Ultradźwiękowe homogenizatory o wysokim ścinaniu są stosowane w laboratoriach, na stanowiskach badawczych, w procesach pilotażowych i przemysłowych.

Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe do zastosowań mieszania, dyspergowania, emulgowania i ekstrakcji na skalę laboratoryjną, pilotażową i przemysłową.

Chętnie porozmawiamy o Państwa procesie.

Skontaktujmy się.