Lítium je vzácny a veľmi cenný materiál prítomný vo vysokovýkonných batériách, ako sú Li-ion batérie. Lítium je najcennejší materiál, ktorý sa zhodnocuje v recyklácii Li-ion batérií, ale aj iné minerály a kovy, ako je kobalt, mangán, nikel, meď a hliník sú cenné kovy pre obnovu. High-intenzita ultrazvukom sa používa ako high-strihové miešanie a vylúhovanie technika extrahovať, odstrániť, a rozpustiť cenné minerály a kovy z použitých batérií. Sonikácia metóda je vysoko účinný, energeticky-efektívne, a je ľahko k dispozícii pre inštaláciu v full-komerčné recyklačné zariadenia.

Prehľad: Proces recyklácie li-ionbatu

Recyklačné procesy sa môžu líšiť v závislosti od toho, ako spoločnosti špecializujúce sa na recykláciu li-ion batérií vyvíjajú a upravujú svoje procesy na najvyššiu účinnosť. Na zhodnotovanie cenných materiálov, ako je lítium z batérií, sú však potrebné tieto kroky:
Po prvé, plastový kryt batérie je rozbité a odstránené. Potom sa nahá batéria vloží do kvapalného dusíka s cieľom neutralizovať reaktívne výbušné látky. Týmto krokom sa zabezpečí, aby sa zabránilo náhlemu uvoľneniu všetkej uskladnenej energie a následnému vznieteniu a explózii spojenej s týmto zapálením.
Po týchto preparatívnych krokoch sa batéria potom umiestni na sústruh, kde sa batéria otvorí pílou, aby bolo možné vybrať vonkajší plášť. Katóda, anóda a separátor sa extrahujú a umiestnia do pece, kde sa sušia 24 hodín pri teplote približne 60 – 120 °C. Pred extrakciou kovov sa izolované elektródy, t. j. katóda a anóda, musia ďalej rozoberať. Vzhľadom k tomu, katódový materiál je všeobecne priľne k hliníkovej fólii spojiva, bežne polyvinylidénfluorid (PVDF) alebo polytetrafluóretylén (PTFE), je náročná úloha odstrániť katódu a hliníkovú fóliu od seba navzájom. Ak chcete správne oddeliť katódový materiál z fólie, ultrazvukové oddelenie bolo preukázané, že je vysoko efektívne, rýchle a ekonomické zaobchádzanie. Ale ultrazvukový proces intenzifikácie nekončí tu. Ultrazvukový vylúhovanie kovov a minerálov, ako je kobalt, mangán, nikel, meď a hliník podporuje extrakciu kovov a zvyšuje výťažnosť rekonšerzované kovy.

Ultrazvuková kavitácia pre oddelenie katódy

Ultrazvukom oddeľuje katódové materiály od hliníkovej fólie účinkami akustickej kavitácie. Akustická alebo ultrazvuková kavitácia je určená lokálne sa vyskytujúcimi vysokými tlakmi, vysokými teplotami a ich následnými poklesmi, čo vedie k príslušným rozdielom tlaku a teploty, ako aj intenzívnym mikro turbulenciám a vysokošedým mikrožumi. Tieto kavitačné sily ovplyvňujú povrchové hranice, podporujú prenos hmoty a spôsobujú eróziu. Generovanie týchto intenzívnych síl chemickej, fyzikálnej, tepelnej a mechanickej povahy, ultrazvukové kavitácie vytvára požadované miešanie a prenos hmoty prelomiť organické spojivo štruktúra používaná v lítium-iónové batérie opraviť katódu na kolektor / hliníkové fólie.
Zatiaľ čo mechanické miešanie, ako je samotné miešanie, nepostačuje na efektívne oddelenie katódového materiálu od hliníkovej fólie, ultrazvukom s vysokou intenzitou poskytuje požadovanú sonochemickú a sonomechanickú energiu na úplné odstránenie katódového materiálu zo zberačov. Na rozdiel od mechanického miešania ultrazvuková kavitácia vytvára intenzívne turbulencie, lokálne vysoké teploty a tlaky, ako aj miešanie, prúdenie a kvapalné trysky, ktoré rozdeľujú spojivo, napr. Tým je spojivo medzi oboma materiálmi správne deštruktované a katóda a hliníková fólia sú účinne oddelené.
Napríklad ultrazvuková separácia má za následok vysokú účinnosť odstránenia katódy 99% použitím N-metyl-2-pyrrolidónu (NMP) ako rozpúšťadla pri teplote 70 °C (ultrazvukový výkon 240 W a 90 minút ultrazvukového času spracovania). Keďže ultrazvuková separácia katódy rozptyľuje materiál rovnomerne a zabraňuje väčším aglomerátom, následný proces vylúhovania kovov je uľahčená.

Ultrazvukový vylúhovanie minerálov

Ultrazvukové kavitačné účinky opísané vyššie podporujú vylúhovanie kovov z vyhorených batérií. Ultrazvukom s vysokou intenzitou sa používa nielen na spätné zhodnocovanie minerálov pri recyklácii batérií, ale často sa používa aj pri hydrometalurgii a vylúhovaní vzácnych orlí (napr. ťažobné hlušníky). Vysoké lokalizované teploty, tlaky a strihové sily zintenzívňujú vylúhovanie kovov a výrazne zvyšujú účinnosť vylúhovania. Zatiaľ čo v kavitačných horúcich miestach sa vyskytujú lokalizované veľmi extrémne teploty až do 1000 K, celkové vylúhovanie vyžaduje len miernu teplotu cca 50-60°C. Vďaka tomu je ultrazvuková rekuperačnosť kovov energeticky efektívna a úsporná.
Ultrazvukový vylúhovanie minerálov z vyhotých Li-ion batérií sa vyznačuje vysokou mierou výťažnosti a účinnosťou. Napríklad kyselina sírová (H2SO4) bola úspešne použitá ako vylúhovanie v prítomnosti peroxidu vodíka (H2O2) počas ultrazvukového minerálneho zotavenia z katódy. Ultrazvukový vylúhovanie kyselinou sírovou viedlo k miere zotavenia 94,63% pre kobalt a 98,62% pre lítium.
Ultrazvukové vylúhovanie s organickou kyselinou citrónovou (C6H8O7· H2O) má za následok veľmi vysoké spätné získavanie medi a lítia, získanie 96% medi a takmer 100% lítia z vyhodených Li-ion batérií.

Jednoduché a bezpečné: Ultrazvukový Scale-up z testov uskutočniteľnosti na priemyselnú recykláciu

Vysokovýkonné ultrazvukové zariadenia na recykláciu Li-ion batérií sú ľahko dostupné pre stolovú, pilotnú a priemyselnú inštaláciu. Vzhľadom k tomu, ultrazvukové katódy separácie a ultrazvukové vylúhovanie minerálov z vyhodených batérií sú už zavedené procesy, proces od prvých skúšok, optimalizácia na vaše špecifické požiadavky na proces a inštalácia plne priemyselné ultrazvukové separácie a / alebo priesaku systém je rýchly a jednoduchý.

Vysokovýkonné ultrazvukom pre recykláciu batérií

Hielscher Ultrazvukom dodáva vysokovýkonné ultrazvukom v akejkoľvek veľkosti a kapacite. S UIP16000 (16kW), Hielscher vyrába najvýkonnejší ultrazvukový procesor na celom svete. UIP16000, rovnako ako všetky ostatné priemyselné ultrazvukové systémy možno ľahko klastrov na požadovanú spracovateľnú kapacitu. Všetky Hielscher ultrazvukom sú postavené pre 24 / 7 prevádzku pri plnom zaťažení a v náročnom prostredí.
Hielscher Ultrazvuk’ priemyselné ultrazvukové procesory môžu dodávať veľmi vysoké amplitúdy. Amplitúdy do 200 μm sa dajú ľahko nepretržite prevádzkovať pri prevádzke 24/7. Pre ešte vyššie amplitúdy sú k dispozícii prispôsobené ultrazvukové sonotródy.

Ultrazvukové sondy a sono-reaktory pre akýkoľvek objem

Sortiment produktov Hielscher Ultrasonics pokrýva celé spektrum ultrazvukových procesorov od kompaktných laboratórnych ultrazvukom cez stolové a pilotné systémy až po plne priemyselné ultrazvukové procesory s kapacitou na spracovanie nákladu za hodinu. Celý sortiment nám umožňuje ponúknuť vám najvhodnejšie ultrazvukové zariadenia pre vašu aplikáciu, kapacitu procesu a výrobné ciele.

Presne ovládateľné amplitúdy pre optimálne výsledky

Všetky Hielscher ultrazvukové procesory sú presne ovládateľné, a tým spoľahlivé pracovné kone v R&D a výroby. Amplitúda je jedným z kľúčových parametrov procesu, ktoré ovplyvňujú účinnosť a účinnosť sonochemicky a sonomechanicky vyvolaných reakcií. Všetky Hielscher ultrazvukom’ procesory umožňujú presné nastavenie amplitúdy. Sonotródy a posilňovacie rohy sú príslušenstvo, ktoré umožňuje modifikovať amplitúdu v ešte širšom rozsahu. Hielscher priemyselné ultrazvukové procesory môžu poskytovať veľmi vysoké amplitúdy a dodať požadovanú ultrazvukovú intenzitu pre náročné aplikácie. Amplitúdy do 200 μm sa dajú ľahko nepretržite prevádzkovať pri prevádzke 24/7.
Presné nastavenia amplitúdy a trvalé monitorovanie parametrov ultrazvukového procesu prostredníctvom inteligentného softvéru vám poskytujú možnosť oddeliť katódu od hliníkovej fólie, ako aj vylúhovať minerály a kovy z použitých Li-ion batérií za najúčinnejších ultrazvukových podmienok. Optimálna sonikácia pre najefektívnejšiu recykláciu Li-ion batérií!
Robustnosť ultrazvukového zariadenia Hielscher umožňuje nepretržitú prevádzku v náročných a náročných prostrediach. Vďaka tomu je ultrazvukové zariadenie spoločnosti Hielscher spoľahlivým pracovným nástrojom, ktorý spĺňa požiadavky na proces recyklácie.

Najvyššia kvalita – Navrhnuté a vyrobené v Nemecku

Ako rodinný a rodinný podnik, Hielscher uprednostňuje najvyššie štandardy kvality pre svoje ultrazvukové procesory. Všetky ultrasonicators sú navrhnuté, vyrobené a dôkladne testované v našom sídle v Teltow neďaleko Berlína, Nemecko. Robustnosť a spoľahlivosť ultrazvukového zariadenia Hielscher je, aby to pracovný kôň vo vašej výrobe. Nepretržitá prevádzka pri plnom zaťažení a v náročných prostrediach je prirodzenou charakteristikou vysokovýkonných ultrazvukových sond a reaktorov spoločnosti Hielscher.

Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov: