مع تزايد الطلب على المركبات والأجهزة الكهربائية، يتعين علينا إعادة تدوير بطاريات الليثيوم المستهلكة. تعد هذه البطاريات ضرورية للتكنولوجيا الحديثة. لكنها تضر بالبيئة إذا تم التخلص منها بشكل غير صحيح. يمكن لإعادة التدوير استعادة مواد قيمة مثل الليثيوم والكوبالت والنيكل. وهذا يقلل من الحاجة إلى التعدين الجديد ويساعد البيئة. كما يمكن للمعالجة المتقدمة إدارة المواد السامة بأمان. وهذا يمنع التلوث ويعزز الاستدامة. مع التركيز العالمي على الاقتصاد الدائري، يجب علينا الاستثمار في حلول إعادة تدوير جديدة لبطاريات الليثيوم المستهلكة. إنها حيوية لمستقبل أكثر اخضرارًا.
إعادة تدوير ومعالجة بطاريات الليثيوم المستعملة: حلول مستدامة لمستقبل أكثر اخضرارًا
تحتوي بطاريات الليثيوم المهملة على كمية كبيرة من موارد المعادن الثقيلة غير المتجددة ذات القيمة الاقتصادية العالية. مادة القطب الموجب لبطاريات الليثيوم هي مسحوق أكسيد الكوبالت الليثيوم. مادة القطب السالب هي مسحوق الجرافيت. يحتوي كلا القطبين على كميات كبيرة من المعادن مثل الكوبالت والنيكل والمنجنيز والنحاس والألمنيوم.
إن إعادة تدوير ومعالجة بطاريات الليثيوم المهملة أو غير المؤهلة بشكل فعال لا يمكن أن يخفف الضغط البيئي الناجم عن البطاريات المهملة فحسب، بل يمكنه أيضًا منع إهدار المعادن الثقيلة القيمة مثل الكوبالت والنيكل والمنجنيز. ونتيجة لذلك، وبسبب محدودية الموارد والحاجة إلى الحوكمة البيئية، تولي البلدان في جميع أنحاء العالم أهمية كبيرة لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم المهملة.
في عملية إعادة تدوير ومعالجة بطاريات الليثيوم المستهلكة، يتم استخدام تقنيتين رئيسيتين: إعادة التدوير الجاف وإعادة التدوير الرطب. تتضمن تقنية إعادة التدوير الرطب مسار معالجة طويل، وتتطلب استثمارًا كبيرًا، وتتطلب العديد من المعدات. فهي غير قادرة على إعادة تدوير معدن الألومنيوم، ولا يمكنها معالجة PVDF في بطاريات الليثيوم.
قسم إعادة تدوير بطاريات الليثيوم ذات درجات الحرارة العالية
من ناحية أخرى، تنقسم تقنية إعادة التدوير الجاف بشكل أساسي إلى عمليات جافة عالية الحرارة (~800 درجة مئوية) ومنخفضة الحرارة (~400 درجة مئوية). تتميز تقنية إعادة التدوير الجاف بمسار عملية أقصر ومتطلبات معدات أقل. يمكنها معالجة PVDF بشكل فعال، لكنها تستهلك طاقة عالية وتتطلب حرارة كبيرة. تنتج عملية المعالجة الجافة حتمًا غاز HF الحمضي (أو غازات هاليد الهيدروجين الأخرى) وغازات التكسير العضوية. يجب معالجة هذا بشكل منفصل لتجنب التأثير البيئي الكبير، مما يستلزم استثمارًا كبيرًا في مرافق حماية البيئة.
بطارية الليثيوم تتضمن معدات إعادة التدوير والمعالجة عادةً خط تفكيك (لإعادة الاستخدام) + خط فصل الهواء للطحن والسحق + خط إنتاج الاستخلاص (إعادة الاستخلاص). ومن بين هذه المعدات، يعد خط فصل الهواء للطحن والسحق (أي خط الطحن) هو جوهر معدات إعادة تدوير ومعالجة بطاريات الليثيوم الكاملة.
ومع ذلك، لا يزال العديد من المصنعين المحليين يستخدمون عملية محددة تتضمن التقطيع + التكسير الثانوي، والطحن + فصل الهواء (أفران خارجية عالية ومتوسطة الحرارة). تفشل هذه العملية في معالجة مشكلات الاشتعال والانفجار المرتبطة ببطاريات الليثيوم المهجورة الحية عند المصدر. ويؤدي ذلك إلى تكاليف معالجة تقترب من 3000 يوان للطن.
لقد قمنا بإدخال تكنولوجيا أجنبية متقدمة وتنفيذ إصلاحات تكنولوجية. تم تصميم آلية التغذية لفرن التحلل الحراري عالي الحرارة الذي ننتجه بأنفسنا مع تنظيم سرعة التردد المتغير لإنشاء حزام فراغ عالي الحرارة، مما يحل بشكل فعال مخاطر الحريق والانفجار المرتبطة بالتمزيق.
يقلل هذا الابتكار بشكل كبير من تكاليف إنتاج المعدات وتشغيلها. بالإضافة إلى ذلك، لا يتطلب خط إنتاج معدات إعادة تدوير ومعالجة بطاريات الليثيوم الفريد هذا النيتروجين أو أي غازات أخرى تعزل الأكسجين. كما يقلل أيضًا من تكاليف الإنتاج والتشغيل.
نظام إعادة تدوير ومعالجة نفايات بطاريات الليثيوم:
1. يتضمن هذا النظام معدات إعادة تدوير ومعالجة بطاريات الليثيوم المستعملة، بالإضافة إلى معدات معالجة غازات النفايات. تتكون معدات إعادة تدوير ومعالجة بطاريات الليثيوم المستعملة من جهاز تقطيع ما قبل معالجة إعادة تدوير بطاريات الليثيوم، وجهاز تحلل حراري، وجهاز معالجة لاحقة (بما في ذلك معدات التكسير والطحن وفصل الهواء الثانوي) متصلة بالتسلسل.
يتضمن جهاز التحلل الحراري فرن تحلل حراري، وجهاز تحكم في حجم الهواء بتردد متغير، وجهاز معالجة أولية للإنتاج، ودمج فرن دوار جاف، وجهاز معالجة لاحقة، وكلها متصلة بشكل متسلسل.
يتم توصيل منفذ العادم للفرن الدوار الجاف ثلاثي الأبعاد بمنفذ التفريغ لجهاز التقطيع المسبق وجهاز حماية البيئة للإنتاج. يتم توصيل مخرج غاز النفايات المتشققة لفرن التحلل الحراري بجهاز حماية البيئة. لمعالجة مشكلة استهلاك الطاقة العالي في إعادة تدوير بطاريات الليثيوم المستهلكة بالطريقة الجافة، تتضمن المجموعة الكاملة من المعدات أيضًا مبادلًا حراريًا خارجيًا مثبتًا على الجزء الخارجي من فرن التحلل الحراري.
يتم توصيل مدخل الهواء للمبادل الحراري الخارجي بمنفذ تفريغ غاز المداخن عالي الحرارة لجهاز حماية البيئة. تم تجهيز أنبوب التوصيل بين مخرج غاز النفايات المتشققة لفرن التحلل الحراري وفرن الدوران الجاف بغلاف عازل؛ يتم توصيل أحد الأنابيب الفرعية بمدخل الهواء للمبادل الحراري الخارجي، ويتم تركيب جهاز تنظيم التدفق عند منفذ تفريغ غاز المداخن عالي الحرارة.
يدخل الغاز العادم الناتج عن فرن الدوران للعملية الجافة إلى المبادل الحراري الخارجي لجهاز التحلل الحراري من خلال منفذ تفريغ غاز المداخن عالي الحرارة لجهاز حماية البيئة، ويعمل كمصدر حرارة لفرن التحلل الحراري.
غرض جهاز تنظيم التدفق:
يتحكم جهاز التدفق عند منفذ غاز المداخن عالي الحرارة في حجم غاز المداخن عالي الحرارة الذي يدخل الأنبوب الفرعي. يضبط هذا الجهاز حجم الهواء. يحافظ على غاز المداخن الداخل إلى المبادل الحراري الخارجي عند درجة حرارة تتراوح بين 400 درجة مئوية و1000 درجة مئوية. ومن الناحية المثالية، يجب أن تتراوح درجة الحرارة بين 500 درجة مئوية و650 درجة مئوية. وهذا يخلق منطقة فراغ. ويضمن عمل آلة التقطيع وفرن التحلل الحراري بدون أكسجين. وهذا يمنع الحرائق والانفجارات في إعادة تدوير بطاريات الليثيوم.
بعد التقطيع، تدخل بطاريات الليثيوم المستهلكة إلى فرن التحلل الحراري. وهناك، تخضع المواد العضوية في البطاريات للتحلل الحراري. تعمل الحرارة على تحلل المادة الرابطة PVDF وسداسي فلورو فوسفات الليثيوم والمذيبات العضوية في بطاريات الليثيوم المستهلكة. وهذا يؤدي إلى توليد غاز التكسير. ويؤدي حرق غاز التكسير هذا إلى إنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء وHF وغازات أخرى.
يحتوي جهاز معالجة غازات النفايات على أكسيد الكالسيوم بحجم النانو. وهو نشط للغاية في درجات حرارة التشغيل. ويتفاعل بسرعة مع فلوريد الهيدروجين لتكوين فلوريد الكالسيوم. وهذا يمنع فلوريد الهيدروجين من دخول الغلاف الجوي. وعلى نحو مماثل، تتحد أي غازات هاليد الهيدروجين المتبقية مع الكالسيوم لتكوين هاليد الكالسيوم. ويعالج جهاز مكافحة التلوث في مصنع الأسمنت ثاني أكسيد الكربون والماء. ويفعل ذلك لتلبية معايير الانبعاثات.
إن إعادة تدوير ومعالجة بطاريات الليثيوم المستهلكة هي خطوة حاسمة في إدارة التأثير البيئي للتخلص من البطاريات واستعادة المواد القيمة. ومع الطلب المتزايد على بطاريات الليثيوم أيون، فإن إعادة التدوير أمر حيوي. يتم استخدامها في المركبات الكهربائية والإلكترونيات المحمولة. يجب علينا إعادة تدويرها لتجنب النفايات الخطرة واستنزاف الموارد. تتضمن عملية إعادة التدوير ثلاث خطوات. أولاً، جمع البطاريات المستهلكة. بعد ذلك، تفكيكها بأمان. أخيرًا، استخراج مكونات مثل الليثيوم والكوبالت والنيكل. يمكن إعادة استخدامها في بطاريات جديدة. تتحسن تقنية إعادة التدوير. إنها أكثر كفاءة وأرخص. لذا، أصبح من الأسهل الآن استعادة المواد. يساعد تحسين إعادة التدوير على الاستدامة والاقتصاد الدائري. فهو يعيد استخدام الموارد ويقلل الحاجة إلى المواد الخام.