Литий является дефицитным и очень ценным материалом, присутствующим в высоковых батареях, таких как ли-ионные батареи. Литий является наиболее ценным материалом, который восстанавливается в ли-ионной переработки батареи, но и другие минералы и металлы, такие как кобальт, марганец, никель, медь и алюминий являются ценными металлами для восстановления. Высокоинтенсивная ультразвуковая система используется в качестве высокострунной агитации и выщелачивания для извлечения, удаления и растворения ценных минералов и металлов из отлажаемых батарей. Метод sonication является высокоэффективным, энергоэффективным и легко доступен для установки на полностью коммерческих перерабатывающих предприятиях.

Обзор: Процесс переработки литий-ионных аккумуляторов

Процесс переработки драгоценных металлов и материалов из отработанных литий-ионных аккумуляторов обычно включает в себя несколько этапов. Вот общий обзор:

1. Сбор и сортировка: Отработанные литий-ионные аккумуляторы собираются и сортируются по их типам и химическому составу.
2. Разборка: Сначала пластиковая крышка аккумулятора разламывается и снимается. После этого голая батарея помещается в жидкий азот для нейтрализации химически активных взрывоопасных веществ. Этот шаг гарантирует, что внезапное высвобождение всей накопленной энергии и последующее воспламенение и взрыв, связанные с этим, будут предотвращены. Затем батареи разбираются, чтобы разделить различные компоненты, такие как катод, анод, электролит и корпус.
3. Измельчения: Разобранные батареи измельчаются на более мелкие кусочки, чтобы увеличить площадь поверхности для последующих процессов.
4. Расслоение электродов: Перед металлоэкстракцией изолированные электроды, т.е. катод и анод, должны быть дополнительно разобраны. Поскольку катодный материал обычно приклеивается к алюминиевой фольге связующим веществом, обычно поливинилиденфторидом (PVDF) или политетрафторэтиленом (PTFE), удалить катод и алюминиевую фольгу друг с друга является сложной задачей.
5. Химическая обработка: Измельченные компоненты батареи подвергаются различным химическим обработкам для растворения и разделения различных материалов. Это может включать выщелачивание кислотой или другими растворителями для извлечения ценных металлов, таких как литий, кобальт, никель и медь.
6. Восстановление и очищение: Растворенные металлы затем извлекаются из раствора с помощью таких процессов, как осаждение, экстракция растворителем или электрохимические методы. Эти шаги помогают очистить и сконцентрировать драгоценные металлы.

Восстановление драгоценных металлов улучшено с помощью ультразвука

Силовой ультразвук может улучшить этапы расслоения электродов и выщелачивания драгоценных металлов и материалов, интенсифицируя реакции, тем самым делая процесс восстановления значительно более эффективным. Ультразвук - это метод, который использует ультразвуковые волны высокой интенсивности для создания механических колебаний и акустической кавитации в жидкой среде. Сильные силы ультразвука используются для улучшения процесса переработки драгоценных металлов из отработанных литий-ионных батарей несколькими способами:
 

1. Распад: Ультразвук разрушает измельченные материалы батареи, так что создаются более мелкие частицы. Более мелкие частицы имеют большую площадь поверхности, что делает химическое выщелачивание более эффективным, способствуя высвобождению ценных металлов.
2. Улучшенное выщелачивание: Применение ультразвука во время процессов выщелачивания может усилить контакт между твердым материалом и выщелачивающим раствором, повышая эффективность извлечения металла. Ультразвуковое выщелачивание способствует извлечению металла и увеличивает выход извлеченных металлов и минералов, таких как кобальт, марганец, никель, медь и алюминий.
3. Улучшенное расслоение электродов: Целью расслоения электродов во время переработки аккумуляторов является разделение различных компонентов, таких как электроды, электролиты и сепараторы, чтобы их можно было дополнительно обрабатывать или перерабатывать по отдельности. Ультразвук помогает отслоить и удалить покрытия с электрода. Сономеханические силы способствуют эффективному разделению слоев электродов.
4. Ускоренные реакции: Ультразвук способствует более быстрому и тщательному смешиванию, что может ускорить химические реакции во время этапов восстановления и очистки металлов.
5. Снижение энергопотребления: Ультразвук может повысить эффективность процесса, сокращая время и энергию, необходимые для извлечения металла из отработанных батарей.

 
Ультразвук может сыграть полезную роль в улучшении процесса переработки драгоценных металлов и материалов из отработанных литий-ионных батарей за счет повышения эффективности и результативности различных этапов, участвующих в процессе переработки.
Этапы процесса ультразвукового выщелачивания металла и расслоения электродов могут быть адаптированы к отдельным процессам переработки, которые могут варьироваться по мере того, как компании, специализирующиеся на переработке литий-ионных аккумуляторов, разрабатывают и модифицируют свои процессы для достижения максимальной эффективности.

Ультразвуковая кавитация для катодного разделения

Ультразвук отделяет катодные материалы от алюминиевой фольги под действием акустической кавитации. Акустическая или ультразвуковая кавитация определяется локально происходящим высоким давлением, высокими температурами и их последующими падениями, приводящими к соответствующим перепадам давления и температуры, а также интенсивным микроволнациям и микроструляциям с высокими полосами. Эти кавитации влияют на поверхностные границы, способствуют массовой передаче и вызывают эрозию. Создавая такие интенсивные силы химического, физического, теплового и механического характера, ультразвуковая кавитация создает необходимую агитацию и передачу массы для разрыва органической связующей структуры, используемой в литий-ионных батареях для фиксации катода на коллектор /алюминиевую фольгу.
В то время как механическое возбуждение, такое как перемешивание само по себе недостаточно, чтобы отделить катодный материал эффективно от алюминиевой фольги, высокоинтенсивная ультразвуковая обеспечивает необходимую сонохимическую и сономеханическую энергию, чтобы удалить катодный материал полностью из коллекторов. В отличие от механического перемешивания, ультразвуковая кавитация генерирует интенсивные турбулентности, локально высокие температуры и давление, а также возбуждение, потоковое и жидкие струи, которые разрушают связующего, например, PVDF или PTFE, которые соединяют катод с фольгой Al, и разрушает поверхность обоих, катод и аль фольги. Таким образом, связующее звено между обоими материалами надлежащим образом разрушается и катод и алюминиевая фольга эффективно разделены.
Например, ультразвуковое разделение приводит к высокой эффективности удаления катода 99% с использованием N-метил-2-пирролидон (NMP) в качестве растворителя при 70 градусов по Цельсию (240 Вт ультразвуковой мощности, и 90 мин ультразвукового времени обработки). Поскольку ультразвуковое разделение катода равномерно рассеивает материал и предотвращает более крупные агломераты, облегчается последующий процесс выщелачивания металла.
Узнайте больше об расслоении ультразвукового электрода с целью восстановления активных материалов и фольги токосъемников!

Ультразвуковое выщелачивание минералов

Ультразвуковые кавитационные эффекты, описанные выше, также способствуют выщелачиванию металлов из отработанных батарей. Высокоинтенсивная ультразвуковая обработка не только используется для извлечения минерала при рециркуляции батарей, но также часто используется в гидрометаллургии и выщелачивании драгоценных руд (например, в шахтных хвостах). Высокие локализованные температуры, давления и силы сдвига усиливают выщелачивание металла и значительно повышают эффективность выщелачивания. В то время как в кавитационных горячих точках происходят локализованные очень экстремальные температуры до 1000 К, общие условия выщелачивания требуют только умеренной температуры около 50-60 ° C. Это делает ультразвуковую рекуперацию металла энергоэффективной и экономичной.
Ультразвуковое выщелачивание минералов из отлажаемых ли-ионных батарей характеризуется высокими темпами и эффективностью истиной. Например, серная кислота (H2SO4) успешно использовалась в качестве выщелачивающих веществ при наличии перекиси водорода (H2O2) при ультразвуковом восстановлении минералов из катода. Ультразвуковое выщелачивание серной кислотой привело к восстановлению 94,63% для кобальта и 98,62% для лития, соответственно.
Ультразвуковое выщелачивание органической лимонной кислотой (C6H8O7) H2O) приводит к очень высокому извлечению меди и лития, получая 96% меди и почти 100% лития из отяготых ли-ионных батарей.

Простой и безопасный: Ультразвуковое масштабирование от технико-экономических испытаний до промышленной переработки

Высокотрудное ультразвуковое оборудование для переработки ли-ионных аккумуляторов легко доступно для скамейки верхней, экспериментальной и промышленной установки. Поскольку ультразвуковое катодное разделение и ультразвуковое выщелачивание минералов из отяготовых батарей уже налажены, процесс от первых испытаний, оптимизации до ваших конкретных требований к процессу и установки полностью промышленной ультразвуковой системы разделения и/или выщелачивания является быстрым и простым.

Высокая производительность ультразвуковых для переработки батареи

Hielscher Ultrasonics поставляет высокую производительность ультразвуковых систем любого размера и мощности. С UIP16000 (16 кВт), Hielscher производит самый мощный ультразвуковой процессор во всем мире. UIP16000, а также все другие промышленные ультразвуковые системы могут быть легко кластеров на требуемую вычислительную мощность. Все ультразвуковые системы Hielscher построены для работы 24/7 под полной нагрузкой и в сложных условиях.
Hielscher Ультразвук’ промышленные ультразвуковые процессоры могут обеспечить очень высокие амплитуды. Амплитуды до 200 мкм могут быть легко непрерывно запущены в 24 / 7 операции. Для еще более высоких амплитуд доступны индивидуальные ультразвуковые сонотроды.

Ультразвуковые зонды и соно-реакторы для любого объема

Ассортимент продукции Hielscher Ultrasonics охватывает весь спектр ультразвуковых процессоров от компактных лабораторных ультразвуковых систем до полностью промышленных ультразвуковых процессоров с возможностью обработки грузовых автомобилей в час. Полный ассортимент продукции позволяет нам предложить Вам наиболее подходящее ультразвуковое оборудование для вашего применения, пропускной способности и производственных целей.

Точно управляемые амплитуды для оптимальных результатов

Все ультразвуковые процессоры Hielscher точно управляемы и, таким образом, надежные рабочие лошади в R&D и производства. Амплитуда является одним из важнейших параметров процесса, которые влияют на эффективность и эффективность сонохимически и sonomechanically индуцированных реакций. Вся ультразвуковая Хиэльшер’ процессоры позволяют точно установить амплитуду. Sonotrodes и бустер рога аксессуары, которые позволяют изменить амплитуду в еще более широком диапазоне. Промышленные ультразвуковые процессоры Hielscher могут обеспечить очень высокие амплитуды и обеспечить необходимую ультразвуковую интенсивность для требовательных приложений. Амплитуды до 200 мкм могут быть легко непрерывно запущены в 24 / 7 операции.
Точные настройки амплитуды и постоянный мониторинг параметров ультразвукового процесса с помощью интеллектуального программного обеспечения дают вам возможность отделить катод от алюминиевой фольги, а также выщелачивать минералы и металлы из отяготовляемых ли-ионных батарей в наиболее эффективных ультразвуковых условиях. Оптимальная sonication для наиболее эффективной переработки ли-ионных аккумуляторов!
Надежность ультразвукового оборудования Hielscher позволяет 24/ 7 эксплуатации на тяжелой службе и в сложных условиях. Это делает ультразвуковое оборудование Hielscher надежным инструментом работы, который отвечает вашим требованиям процесса переработки.

Наивысшее качество – Разработано и изготовлено в Германии

Как семейный и семейный бизнес, Hielscher уделяет приоритетное внимание самым высоким стандартам качества для своих ультразвуковых процессоров. Все ультразвуковые средства разработаны, изготовлены и тщательно протестированы в нашей штаб-квартире в Тельтоу недалеко от Берлина, Германия. Надежность и надежность ультразвукового оборудования Hielscher делают его рабочей лошадкой в вашем производстве. 24/7 эксплуатация при полной нагрузке и в сложных условиях является естественной характеристикой высокую производительность ультразвуковых зондов и реакторов Hielscher.

В приведенной ниже таблице приведена приблизительная производительность наших ультразвуковых аппаратов: