Lityum Demir Fosfat (LFP) üretim tesisi, birincil hammadde olarak demir fosfat, lityum karbonat ve glikoz kullanmaktadır. Katkı maddesi olarak fosforik asit ve titanyum dioksit kullanılmaktadır. Tesis, karıştırma, kaba ve ince öğütme, püskürtmeli kurutma, sinterleme, toz haline getirme, parti karıştırma ve eleme, ayrıca manyetik ayırma ve paketleme gibi bir dizi işlemden geçirerek LFP tozu üretmektedir.
Ayrıntılı üretim süreci aşağıda açıklanmıştır:
1. Gruplandırma ve Dağıtım
Bu aşamada altı çeşit hammadde kullanılmaktadır: fosfor kaynağı, demir kaynağı, lityum kaynağı, şeker kaynağı, fosforik asit, polietilen glikol ve titanyum dioksit.
Elektrikli vinçler, tonluk çuvallardaki ham maddeleri kaldırarak besleme istasyonuna bağlar. Çuvallar besleme istasyonunda açılır ve malzemeler belirli bir orana göre karıştırma tankına eklenir. Aynı zamanda, tanka ölçülü miktarda yüksek saflıkta su eklenir. Ham maddeler ve su orantılı olarak karıştırılır. Bir dağıtıcı yardımıyla, malzemeler tankın içinde dolaşarak dağılır ve bulamaç tamamen karışana kadar bu işlem devam eder.
- Çevresel Etki / Kirlilik Düğümü: Boşaltma işlemi sırasında belirli miktarda toz yüklü egzoz gazı (G1) oluşur. Bu gaz toplanır ve deşarj standartlarını karşılamak üzere bir torba filtre ile arıtılır, ardından 32 metrelik bir bacadan dışarı atılır. Torba filtre tarafından toplanan tüm toz, karıştırma aşamasına geri gönderilir. Ayrıca, bu işlem sırasında atık ambalaj poşetleri de oluşur.
2. Kaba ve İnce Öğütme
Lityum Demir Fosfat (LFP) bulamacı, diyafram pompaları vasıtasıyla kapalı kaba öğütme bilyalı değirmenlere (8 set) pompalanır. Kaba öğütme işlemi, malzemenin parçacık boyutunu (D50) 1–2 μm'den daha küçük bir boyuta düşürür.
Kaba öğütme işleminden sonra, bulamaç, filtrasyon için filtre kartuşlarından ve ardından demir safsızlıklarını gidermek için demir gidericilerden pompalanır. İşlem görmüş bulamaç daha sonra ince öğütme için kapalı ince öğütme bilyalı değirmenlerine (16 set) aktarılır. Bu adım, parçacık boyutunu (D50) 0,3–0,5 μm'den daha küçük bir boyuta indirir. Kaba bulamaç filtrasyonundan kalan kalıntı, yeniden öğütme için kaba değirmenlere geri gönderilir.
Hem kaba hem de ince öğütme işlemleri, değirmenlerin düşük sıcaklıkta tutulması için soğutma suyuna ihtiyaç duyar. Kullanılmış soğutma suyu, soğutma suyu havuzuna geri döner. Yeniden kullanılmadan önce buzlu su soğutma sistemiyle tekrar soğutulur. Kaba ve ince öğütme işlemleri tamamen kapalı olduğundan ve malzemeler ıslak olduğundan toz oluşmaz. İnce öğütülmüş bulamaç son olarak LFP bulamaç tankına girer.
- Çevresel Etki / Kirlilik Düğümü: Öğütme değirmenlerinin temizlenmesi belirli miktarda atık su (W1) üretir. Bu atık su, fabrikanın atık su arıtma tesisinde standartlara uygun hale getirildikten sonra deşarj edilir. Demir giderme işlemi (8 adet elektromanyetik çamur demir giderici kullanılarak) az miktarda metalik demir hurdası (S1, S2) üretir ve bu hurda dışarıya satılır.
3. Islak Demir Giderimi
Öğütülmüş bulamaç, üründen manyetik safsızlıkları gidermek için elektromanyetik kuru toz demir gidericiye girer. Demir giderici tamamen kapalıdır. Eleme ve demir giderme işleminden sonra, ham maddeler püskürtmeli kurutucuya girer.
- Çevresel Etki / Kirlilik Düğümü: Manyetik uzaklaştırma işlemi, esas olarak demir metallerden oluşan az miktarda manyetik madde (S2) üretir. Bunlar dışarıya satılır.
4. Sprey Kurutma
Sıcak hava üflemeli fırından çıkan sıcak baca gazı, püskürtmeli kurutma kulesinin (4 set) tepesindeki hava dağıtıcısına girer. Sıcak hava, kurutma odasına spiral bir şekilde eşit olarak girer ve yaklaşık 300°C sıcaklığa ulaşır.
LFP bulamacı, bir vidalı pompa yardımıyla kurutma kulesinin tepesindeki yüksek hızlı santrifüjlü atomizöre pompalanır. Bulamaç, son derece ince sis damlacıklarına atomize edilir. Bu damlacıklar, sıcak hava ile doğrudan ve eş zamanlı temas kurar, karışır ve spiral şeklinde çöker. Bulamaçtaki nem anında buharlaşır. Çok kısa bir süre içinde, önceden kaplanmış demir fosfat ve lityum karbonattan oluşan kuru bir toz oluşur. Yarı mamul toz, püskürtmeli kurutma kulesinin altındaki bir torba filtre tarafından toplanır. Torba filtreye giren egzoz gazının sıcaklığı, su buharının çiğlenme noktasından daha yüksek kalır.
- Çevresel Etki / Kirlilik Düğümü: Püskürtmeli kurutma kulesini destekleyen sıcak hava fırını, yakıt olarak doğal gaz kullanır. Doğal gaz yakımından çıkan sıcak baca gazı, ısıtma için doğrudan malzemeyle temas eder. Sıcak hava fırınından çıkan baca gazı (G2-1) ve kurutma egzoz gazı (G-2) birleştirilir, torba filtrelerden (4 set) geçirilir ve ardından bir bacadan dışarı atılır. Filtreler tarafından toplanan malzemeler, sızdırmaz borular aracılığıyla bir sonraki işleme geçer.
5. Sinterleme
Kurutulmuş toz malzeme, sinterleme işleminden önce depolama tankına taşınır. Otomatik olarak kaplara yüklenir ve ardından sinterleme fırınına gönderilir. Azot gazı ile korunan kapların içindeki malzeme, elektrikle 600-700°C'nin üzerine ısıtılır. Lityum Demir Fosfat (LFP), 22 saatlik tek parti kalsinasyon süresiyle sabit sıcaklıkta kalsinasyon yoluyla üretilir.
Bu işlem sırasında, sinterleme fırını koruyucu bir atmosfer olarak azot gazıyla doldurulur. Bu, indirgenmiş iki değerlikli demirin (Fe²⁺) üç değerlikli demire (Fe³⁺) oksitlenmesini önler. Sinterleme fırını, dışarıdan hava girişini engellemek için tamamen kapalı bir yapıya sahiptir.
Sinterleme sırasında meydana gelen başlıca kimyasal reaksiyonlar şunlardır:
- Lityum karbonat, karbondioksit açığa çıkararak lityum oksit oluşturmak üzere ayrışır: Li2CO3→Li2O+CO2
- İnert bir atmosfer altında glikoz karbon ve suya ayrışır: C6H12O6→6C+6H2O
- Demir fosfat ve lityum oksit, karbon indirgenmesi altında LFP sentezler. Genel reaksiyon formülü şöyledir: 2FePO4+Li2CO3+C6H12O6→2LiFePO4+5C+CO2↑+CO↑+6H2O,
- Sinterleme sırasında glikozun ayrışmasının yan reaksiyonları da meydana gelir: C6H12O6→6C+6H2O, C+CO2→2CO
- CO'nun yanma reaksiyon denklemi şöyledir: 2CO + O2 → 2CO2
Sinterleme işlemi, glikozun ayrışmasından büyük miktarda su buharı, CO, CO2, karbon ve düşük molekül ağırlıklı uçucu organik bileşikler (VOC'ler) üretir. Isıtma hızı ve kalsinasyon sıcaklığı (600-700°C'nin üzerinde) kontrol edilerek, glikozun eksik ayrışma ürünleri uçucu gazlara dönüştürülür. Bu gazlar deşarjdan önce yakılır.
Sinterleme tamamlandıktan sonra, malzeme fırının ucundan boşaltılır. Boşaltma bölümü, ürünün sıcaklığını düşürmek için sirkülasyonlu su soğutma cihazıyla donatılmıştır. Yüksek sıcaklıkta kalsinasyon sırasında, her bir ham maddenin molekülleri yeniden yapılandırılır.
Sinterleme işleminden sonra malzeme, bir boşaltma makinesi vasıtasıyla sinterleme sonrası depolama silosuna gönderilir. Daha sonra düz hatlı bir elek ile elenir ve pozitif basınçla jet öğütme işlemine gönderilir. Düz hatlı eleğin tek amacı, büyük topakların ekipmana zarar vermesini önlemektir, bu nedenle eleme sonrası atık oluşmaz.
Çevresel Etki / Kirlilik Düğümü:
Sinterleme sırasında oluşan egzoz gazı (G3-1), bir yakma fırınından (doğal gazla çalışan ve G3-2 egzoz gazı üreten) ve bir torba filtreden geçtikten sonra bir bacadan (DA006) dışarı atılır. Her atmosferik döner ocaklı fırın, toplam 8 set yakma fırını olmak üzere bir yakma fırını cihazıyla donatılmıştır. Yükleme ve boşaltma alanlarından çıkan egzoz gazı, kapalı bir sistemde toplanır, torba filtrelerden (her alan için dört set) geçirilerek arıtılır ve ardından bacadan (DA006) dışarı atılır.
6. Jet Frezeleme (Hava Tozlaştırma)
Sinterlenmiş malzeme mekanik öğütme aşamasına girer ve geçici olarak ön öğütme silosunda depolanır. Silo çıkışındaki toz malzeme eşit şekilde beslenir. jet değirmeni döner vana aracılığıyla.
Öğütme işleminden sonra malzeme taşınır. sınıflandırma Yükselen bir hava akımıyla bölgeye gönderilir. Sınıflandırma çarkı yüksek hızda döner. Nitelikli ince toz, hava akımıyla birlikte toplanmak üzere bir torba filtreye gönderilir. İncelik gereksinimlerini karşılamayan kaba toz, daha fazla öğütme için tozlaştırma bölgesine geri döner. Toz toplayıcı tarafından filtrelendikten sonra, gaz geri dönüşüm için tozlaştırma hava kompresörüne geri döner ve dışarıya deşarj edilmez. Bir torba filtre, tutma işlemi için kullanılır ve tutulan ürün parti karıştırma tankına gönderilir.
- Çevresel Etki / Kirlilik Düğümü: Jet öğütme egzoz gazı (G4), bir torba filtre (her 8 jet öğütme ünitesi için bir toz giderme sistemi mevcuttur) ile arıtıldıktan sonra bir baca (DA007) aracılığıyla dışarı atılır. Torba filtre tarafından toplanan malzemeler, sızdırmaz borular aracılığıyla bir sonraki işleme geçer.
7. Parti Karıştırma, Eleme ve Demir Giderme
Jet öğütme torba filtresinden toplanan malzeme, pnömatik taşıma sistemi aracılığıyla doğrudan Lityum Demir Fosfat (LFP) nihai malzeme silosuna girer. Homojen bir şekilde karıştırıldıktan sonra, ultrasonik titreşimli eleklere (32 set) girer. Elekten geçirilmiş LFP daha sonra manyetik safsızlıkları gidermek için elektromanyetik kuru toz demir gidericilere (32 set) girer. Demir gidericiler tamamen sızdırmazdır.
- Çevresel Etki / Kirlilik Düğümü: Ultrasonik titreşimli elek, yüksek verimli, kapalı bir eleme cihazıdır. Eleme işlemi sırasında, toz egzoz gazı bir torba filtre (bir adet torba filtre seti takılıdır) ile arıtılır ve daha sonra bir baca (DA007) aracılığıyla dışarı atılır. Eleme işleminden sonra oluşan büyük boyutlu malzeme (S3) esas olarak demirli metallerden oluşur ve dışarıya satılır.
8. Ambalaj
Eleme ve demir giderme işlemlerinden sonra, nihai ürün vakumlu paketleme makinelerinin tampon silolarına (8 set) girer. Paketleme işlemi daha sonra vakumlu paketleme makineleri (8 set) tarafından gerçekleştirilir.
- Çevresel Etki / Kirlilik Düğümü: Ambalajlama işlemi sırasında oluşan toz yüklü egzoz gazı (G6), torba filtreler (8 adet toz giderme cihazı) ile arıtılır. Daha sonra, 8 toz giderme sisteminin tamamı için ortak bir baca (DA007) aracılığıyla dışarı atılır.
“Okuduğunuz için teşekkürler. Umarım makalem yardımcı olmuştur. Lütfen aşağıya yorum bırakın. Ayrıca daha fazla sorunuz için Zelda çevrimiçi müşteri temsilcisiyle iletişime geçebilirsiniz.”
— Gönderen Emily Chen
