Da die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen und -geräten steigt, müssen wir Lithium-Altbatterien recyceln. Diese Batterien sind für die moderne Technik unverzichtbar. Aber sie schaden der Umwelt, wenn sie unsachgemäß entsorgt werden. Durch Recycling können wertvolle Materialien wie Lithium, Kobalt und Nickel zurückgewonnen werden. Dies reduziert den Bedarf an neuem Bergbau und hilft der Umwelt. Außerdem können durch fortschrittliche Verarbeitung giftige Substanzen sicher gehandhabt werden. Dies verhindert Umweltverschmutzung und fördert die Nachhaltigkeit. Mit einem globalen Fokus auf eine Kreislaufwirtschaft müssen wir in neue Recyclinglösungen für Lithium-Altbatterien investieren. Sie sind für eine grünere Zukunft von entscheidender Bedeutung.
Recycling und Verarbeitung von Lithium-Altbatterien: Nachhaltige Lösungen für eine grünere Zukunft
Weggeworfene Lithiumbatterien enthalten eine erhebliche Menge nicht erneuerbarer Schwermetallressourcen mit hohem wirtschaftlichem Wert. Das positive Elektrodenmaterial von Lithiumbatterien ist Lithiumkobaltoxidpulver. Das negative Elektrodenmaterial ist Graphitpulver. Beide Elektroden enthalten erhebliche Mengen an Metallen wie Kobalt, Nickel, Mangan, Kupfer und Aluminium.
Das effektive Recycling und die Verarbeitung von entsorgten oder nicht mehr geeigneten Lithiumbatterien kann nicht nur die Umweltbelastung durch Altbatterien verringern. Es kann auch die Verschwendung wertvoller Schwermetalle wie Kobalt, Nickel und Mangan verhindern. Aufgrund begrenzter Ressourcen und der Notwendigkeit einer Umweltpolitik legen Länder weltweit großen Wert auf das Recycling von Altlithiumbatterien.
Beim Recycling und der Behandlung von Lithium-Altbatterien kommen hauptsächlich zwei Technologien zum Einsatz: Trockenrecycling und Nassrecycling. Die Nassrecycling-Technologie ist ein langer Prozess, erfordert erhebliche Investitionen und zahlreiche Geräte. Aluminiummetall kann damit nicht recycelt werden und das PVDF in Lithiumbatterien kann damit nicht behandelt werden.
Hochtemperaturbereich für das Recycling von Lithiumbatterien
Andererseits wird die Trockenrecycling-Technologie hauptsächlich in Hochtemperatur- (~800 °C) und Niedertemperatur- (~400 °C) Trockenverfahren unterteilt. Die Trockenrecycling-Technologie zeichnet sich durch einen kürzeren Prozessweg und weniger Geräteanforderungen aus. Sie kann PVDF effektiv behandeln, hat jedoch einen hohen Energieverbrauch und erfordert erhebliche Wärme. Der Trockenbehandlungsprozess erzeugt zwangsläufig saures Gas HF (oder andere Halogenwasserstoffgase) und organische Crack-Abgase. Diese müssen separat behandelt werden, um erhebliche Umweltauswirkungen zu vermeiden, was große Investitionen in Umweltschutzeinrichtungen erforderlich macht.
Lithiumbatterie Recycling- und Verarbeitungsanlagen umfassen typischerweise eine Demontagelinie (zur Wiederverwendung) + eine Schleif- und Zerkleinerungslufttrennlinie + eine Extraktions- (Rückextraktions-) Produktionslinie. Unter diesen ist die Schleif- und Zerkleinerungslufttrennlinie (dh die Pulverisierungslinie) das Herzstück der gesamten Recycling- und Verarbeitungsanlage für Lithiumbatterien.
Viele inländische Hersteller verwenden jedoch immer noch ein spezielles Verfahren, das Schreddern + sekundäres Zerkleinern, Mahlen + Lufttrennung (externe Hoch- und Mitteltemperaturöfen) umfasst. Dieses Verfahren löst die mit aktiven Lithium-Altbatterien verbundenen Entflammbarkeits- und Explosionsprobleme nicht an der Quelle. Die Verarbeitungskosten liegen bei fast 3.000 Yuan pro Tonne.
Wir haben fortschrittliche ausländische Technologie eingeführt und technologische Reformen umgesetzt. Der Zuführmechanismus unseres selbst produzierten Hochtemperatur-Pyrolyseofens ist mit einer frequenzvariablen Geschwindigkeitsregelung ausgestattet, um ein Hochtemperatur-Vakuumband zu erzeugen und so die mit Schreddern verbundenen Brand- und Explosionsrisiken effektiv zu lösen.
Diese Innovation reduziert die Produktions- und Betriebskosten der Anlage erheblich. Darüber hinaus benötigt diese einzigartige Produktionslinie für das Recycling und die Verarbeitung von Lithiumbatterien weder Stickstoff noch andere Sauerstoff-isolierende Gase. Dies senkt die Produktions- und Betriebskosten zusätzlich.
Recycling- und Verarbeitungssystem für Lithium-Altbatterien:
1. Dieses System umfasst Recycling- und Verarbeitungsanlagen für Lithium-Altbatterien sowie Abgasbehandlungsanlagen. Die Recycling- und Verarbeitungsanlagen für Lithium-Altbatterien bestehen aus einer Vorverarbeitungs-Zerkleinerungsanlage für das Recycling von Lithiumbatterien, einer Pyrolyseanlage und einer Nachverarbeitungsanlage (einschließlich Sekundärzerkleinerungs-, Mahl- und Luftzerlegungsanlagen), die in Reihe geschaltet sind.
Die Pyrolysevorrichtung umfasst einen Pyrolyseofen, eine Vorrichtung zur Luftmengenregelung mit variabler Frequenz, eine Produktionsvorverarbeitungsvorrichtung, eine Trockendrehrohrofenintegration und eine Nachverarbeitungsvorrichtung, die alle in Reihe geschaltet sind.
Der Auslass des Trockendrehrohrofens ist dreidimensional mit dem Auslass des Zerkleinerungsgeräts zur Vorverarbeitung und dem Umweltschutzgerät für die Produktion verbunden. Der Auslass für das Crack-Abgas des Pyrolyseofens ist mit dem Umweltschutzgerät verbunden. Um das Problem des hohen Energieverbrauchs beim Trockenrecycling von Lithium-Altbatterien zu lösen, umfasst die komplette Ausrüstung auch einen externen Wärmetauscher, der an der Außenseite des Pyrolyseofens installiert ist.
Der Lufteinlass des externen Wärmetauschers ist mit dem Hochtemperatur-Rauchgasauslassanschluss der Umweltschutzvorrichtung verbunden. Das Verbindungsrohr zwischen dem Crack-Abgasauslass des Pyrolyseofens und dem Trockenprozess-Drehrohrofen ist mit einer Isolierhülse ausgestattet; eines der Zweigrohre ist mit dem Lufteinlass des externen Wärmetauschers verbunden, und an dem Hochtemperatur-Rauchgasauslassanschluss ist eine Durchflussregelvorrichtung installiert.
Das vom Trockenverfahren-Drehrohrofen erzeugte Abgas gelangt über die Hochtemperatur-Rauchgasauslassöffnung der Umweltschutzvorrichtung in den externen Wärmetauscher der Pyrolysevorrichtung und dient als Wärmequelle für den Pyrolyseofen.
Durchflussregelgerät Zweck:
Das Durchflussgerät am Hochtemperatur-Rauchgasanschluss steuert die Menge des Hochtemperatur-Rauchgases, das in das Abzweigrohr eintritt. Dieses Gerät passt die Luftmenge an. Es hält das Rauchgas, das in den externen Wärmetauscher eintritt, bei 400 °C bis 1000 °C. Idealerweise sollte es 500 °C bis 650 °C betragen. Dadurch entsteht eine Vakuumzone. Sie stellt sicher, dass der Schredder und der Pyrolyseofen ohne Sauerstoff arbeiten. Dies verhindert Brände und Explosionen beim Recycling von Lithiumbatterien.
Nach dem Zerkleinern gelangen die Lithium-Altbatterien in einen Pyrolyseofen. Dort werden die organischen Materialien in den Batterien einer Pyrolyse unterzogen. Durch Hitze werden das Bindemittel PVDF, Lithiumhexafluorophosphat und organische Lösungsmittel in Lithium-Altbatterien zersetzt. Dabei entsteht Crack-Abgas. Bei der Verbrennung dieses Crack-Abgases entstehen Kohlendioxid, Wasser, HF und andere Gase.
Die Abgasbehandlungsanlage enthält nanogroßes Kalziumoxid. Es ist bei Betriebstemperaturen hochaktiv. Es reagiert schnell mit HF zu Kalziumfluorid. Dadurch wird verhindert, dass HF in die Atmosphäre gelangt. Ebenso verbinden sich alle verbleibenden Halogenwasserstoffgase mit Kalzium zu Kalziumhalogenid. Die Schadstoffbekämpfungsanlage des Zementwerks behandelt die CO2 und Wasser. Dies geschieht, um die Emissionsstandards einzuhalten.
Das Recycling und die Verarbeitung von Lithium-Altbatterien ist ein entscheidender Schritt, um die Umweltauswirkungen der Batterieentsorgung zu bewältigen und wertvolle Materialien zurückzugewinnen. Angesichts der steigenden Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien ist Recycling von entscheidender Bedeutung. Sie werden in Elektrofahrzeugen und tragbaren elektronischen Geräten verwendet. Wir müssen sie recyceln, um gefährliche Abfälle und Ressourcenerschöpfung zu vermeiden. Der Recyclingprozess umfasst drei Schritte. Zuerst werden die Altbatterien gesammelt. Dann werden sie sicher zerlegt. Schließlich werden Komponenten wie Lithium, Kobalt und Nickel extrahiert. Diese können in neuen Batterien wiederverwendet werden. Die Recyclingtechnologie verbessert sich. Sie ist effizienter und billiger. Daher ist es jetzt einfacher, Materialien zurückzugewinnen. Verbessertes Recycling fördert Nachhaltigkeit und eine Kreislaufwirtschaft. Es verwendet Ressourcen wieder und senkt den Bedarf an Rohstoffen.