Atık lityum piller, yüksek ekonomik değere sahip önemli miktarda yenilenemez ağır metal kaynağı içermektedir. Lityum pillerin pozitif elektrot malzemesi lityum kobalt oksit tozudur. Negatif elektrot malzemesi ise lityum kobalt oksittir. elektrot Kullanılan malzeme grafit tozudur. Her iki elektrot da kobalt, nikel, manganez, bakır ve alüminyum gibi önemli miktarda metal içermektedir.
Kullanılamaz hale gelmiş veya niteliğini yitirmiş lityum pillerin etkili bir şekilde geri dönüştürülmesi ve işlenmesi, yalnızca çevresel baskıyı hafifletmekle kalmaz, aynı zamanda kobalt, nikel ve manganez gibi değerli ağır metallerin israfını da önleyebilir. Bu nedenle, dünya genelinde ülkeler, kaynak sınırlamaları ve çevresel yönetişim ihtiyacı nedeniyle atık lityum pillerin geri dönüşümüne büyük önem vermektedir.
1. Kuru geri dönüşüm ve ıslak geri dönüşüm
Atık lityum pillerin geri dönüşümü ve işlenmesi sürecinde iki ana teknoloji kullanılmaktadır: kuru geri dönüşüm ve ıslak geri dönüşüm. Islak geri dönüşüm teknolojisi uzun bir işlem yolunu içerir, önemli yatırım gerektirir ve çok sayıda ekipmana ihtiyaç duyar. Alüminyum metalini geri dönüştüremez ve lityum pillerdeki PVDF'yi işleyemez.
Öte yandan, kuru geri dönüşüm teknolojisi esas olarak yüksek sıcaklık (~800°C) ve düşük sıcaklık (~400°C) kuru işlemlerine ayrılır. Kuru geri dönüşüm teknolojisi daha kısa bir işlem yolu ve daha az ekipman gereksinimi sunar. PVDF'yi etkili bir şekilde işleyebilir, ancak yüksek enerji tüketimine sahiptir ve önemli miktarda ısı gerektirir. Kuru işlem süreci kaçınılmaz olarak asidik gaz HF (veya diğer hidrojen halojenür gazları) ve organik çatlama atık gazları üretir. Bu gazların önemli çevresel etkilerden kaçınmak için ayrı olarak işlenmesi gerekir ve bu da çevre koruma tesislerine büyük bir yatırım yapılmasını gerektirir.
Lityum pil geri dönüşüm ve işleme ekipmanı tipik olarak bir sökme hattı içerir. Bu hat (yeniden kullanım için) + öğütme ve kırma hava ayırma hattı + ekstraksiyon (yeniden ekstraksiyon) üretim hattından oluşur. Öğütme ve kırma hava ayırma hattı, komple lityum pil geri dönüşüm ve işleme ekipmanının çekirdeğini oluşturur.
Ancak birçok üretici hala belirli bir işlem kullanmaktadır. Bu işlem, parçalama + ikincil kırma, öğütme + hava ayırma (harici yüksek ve orta sıcaklık fırınları) işlemlerini içerir. Bu işlem, kaynakta bulunan canlı atık lityum pillerle ilgili yanıcı ve patlayıcı sorunları ele almamaktadır. Sonuç olarak, işleme maliyetleri ton başına 3.000 yuan'a yaklaşmaktadır.
Gelişmiş yabancı teknolojiyi ithal ettik ve teknolojik reformlar uyguladık. Kendi ürettiğimiz yüksek sıcaklıklı piroliz fırınımızın besleme mekanizması, değişken frekanslı hız kontrolü ile tasarlanmıştır. Bu, yüksek sıcaklıkta vakum bandı oluşturarak, parçalayıcılarla ilişkili yangın ve patlama risklerini etkili bir şekilde ortadan kaldırır.
Bu yenilik, ekipman üretim ve işletme maliyetlerini önemli ölçüde azaltmaktadır. Ayrıca, bu benzersiz lityum pil geri dönüşüm ve işleme ekipmanı üretim hattı, azot veya diğer oksijen yalıtıcı gazlara ihtiyaç duymamaktadır. Bu da üretim ve işletme giderlerini daha da düşürmektedir.
2. Atık Lityum Pil Geri Dönüşüm ve İşleme Sistemi
Bu sistem, atık lityum pil geri dönüşüm ve işleme ekipmanının yanı sıra atık gaz arıtma ekipmanını da içermektedir. Atık lityum pil geri dönüşüm ve işleme ekipmanı, ardışık olarak birbirine bağlı bir lityum pil geri dönüşüm ön işleme parçalama cihazı, bir piroliz cihazı ve bir son işleme cihazından (ikincil kırma, öğütme ve hava ayırma ekipmanı dahil) oluşmaktadır.
Pirolysis cihazı, sırasıyla birbirine bağlı bir piroliz fırını, değişken frekanslı hava hacmi kontrol cihazı, üretim ön işleme cihazı, kuru döner fırın entegrasyonu ve son işleme cihazından oluşmaktadır.
Kuru döner fırının egzoz çıkışı, ön işleme parçalama cihazının ve üretim çevre koruma cihazının boşaltma çıkışına üç boyutlu olarak bağlanmıştır. Piroliz fırınının çatlama atık gazı çıkışı çevre koruma cihazına bağlanmıştır. Atık lityum pillerin kuru işlemle geri dönüşümünde yüksek enerji tüketimi sorununu çözmek için, komple ekipman seti ayrıca piroliz fırınının dışına monte edilmiş harici bir ısı eşanjörü de içermektedir.
Dış ısı eşanjörünün hava girişi, çevre koruma cihazının yüksek sıcaklıktaki baca gazı tahliye portuna bağlanmıştır. Piroliz fırınının çatlama atık gazı çıkışı ile kuru işlem döner fırını arasındaki bağlantı borusuna bir yalıtım manşonu takılmıştır; dallanma borularından biri dış ısı eşanjörünün hava girişine bağlanmış olup, yüksek sıcaklıktaki baca gazı tahliye portuna bir akış düzenleme cihazı monte edilmiştir.
Kuru işlem döner fırınından çıkan atık gaz, çevre koruma cihazının yüksek sıcaklıktaki baca gazı tahliye portundan piroliz cihazının dış ısı eşanjörüne girerek piroliz fırını için ısı kaynağı görevi görür.
3. Akış Düzenleme Cihazının Amacı
Yüksek sıcaklıktaki baca gazı tahliye portundaki akış düzenleme cihazı, branşman borusuna giren yüksek sıcaklıktaki baca gazının hacmini kontrol etmek için tasarlanmıştır. Bu cihaz aracılığıyla hava hacmi ayarlanarak, dış ısı eşanjörünün hava girişine giren baca gazının sıcaklığı 400°C ile 1000°C aralığında tutulabilir.
İdeal olarak, bu sıcaklık 500°C ile 650°C arasında kontrol edilmelidir. Bu, bir vakum bölgesi oluşturarak parçalayıcı ve piroliz fırınının oksijensiz bir ortamda çalışmasını sağlar ve lityum pil geri dönüşümünde yangın ve patlama riskini en başından itibaren etkili bir şekilde önler.
Parçalandıktan sonra, atık lityum piller piroliz fırınına beslenir ve burada pillerin içindeki organik maddeler pirolize uğrar. Bu işlem sırasında, atık lityum pillerde bulunan bağlayıcı PVDF, lityum heksaflorofosfat ve organik çözücüler ısı nedeniyle ayrışarak çatlama atık gazı üretir. Bu çatlama atık gazı daha sonra yakılarak karbondioksit, su, HF ve diğer gazlar üretilir.
Atık gaz arıtma cihazındaki nano boyutlu kalsiyum oksit, çalışma sıcaklıklarında oldukça aktiftir. HF ile hızla reaksiyona girerek kalsiyum florür oluşturur ve HF'nin atmosfere karışmasını önler. Benzer şekilde, kalan hidrojen halojenür gazları kalsiyum ile birleşerek kalsiyum halojenür oluştururken, karbondioksit ve su çimento üretim çevre koruma cihazı tarafından arıtılarak emisyon standartlarını karşılamaları sağlanır.
