La demande de véhicules et d’appareils électriques ne cesse de croître. Nous devons donc recycler les batteries au lithium usagées. Ces batteries sont essentielles aux technologies modernes. Mais si elles sont éliminées de manière inappropriée, elles nuisent à l’environnement. Le recyclage permet de récupérer des matériaux précieux comme le lithium, le cobalt et le nickel. Cela réduit le besoin de nouvelles mines et aide l’environnement. De plus, un traitement avancé permet de gérer en toute sécurité les substances toxiques. Cela permet d’éviter la pollution et de favoriser la durabilité. Dans un souci mondial d’économie circulaire, nous devons investir dans de nouvelles solutions de recyclage des batteries au lithium usagées. Elles sont essentielles pour un avenir plus vert.
Recyclage et traitement des batteries au lithium usagées : des solutions durables pour un avenir plus vert
Les batteries au lithium mises au rebut contiennent une quantité importante de ressources en métaux lourds non renouvelables à haute valeur économique. Le matériau de l'électrode positive des batteries au lithium est de la poudre d'oxyde de cobalt et de lithium. Le matériau de l'électrode négative est de la poudre de graphite. Les deux électrodes contiennent des quantités importantes de métaux tels que le cobalt, le nickel, le manganèse, le cuivre et l'aluminium.
Le recyclage et le traitement efficaces des batteries au lithium mises au rebut ou non qualifiées peuvent non seulement atténuer la pression environnementale causée par les batteries usagées, mais également empêcher le gaspillage de métaux lourds précieux comme le cobalt, le nickel et le manganèse. Par conséquent, en raison des limitations des ressources et de la nécessité d'une gouvernance environnementale, les pays du monde entier accordent une grande importance au recyclage des batteries au lithium usagées.
Dans le processus de recyclage et de traitement des batteries au lithium usagées, deux technologies principales sont utilisées : le recyclage à sec et le recyclage par voie humide. La technologie de recyclage par voie humide implique un long processus, nécessite des investissements importants et de nombreux équipements. Elle ne permet pas de recycler l'aluminium métallique et ne permet pas de traiter le PVDF des batteries au lithium.
Section de recyclage des batteries au lithium à haute température
En revanche, la technologie de recyclage à sec est principalement divisée en procédés à haute température (~800°C) et à basse température (~400°C). La technologie de recyclage à sec présente un parcours de traitement plus court et nécessite moins d'équipements. Elle peut traiter efficacement le PVDF, mais elle consomme beaucoup d'énergie et nécessite beaucoup de chaleur. Le processus de traitement à sec produit inévitablement du gaz acide HF (ou d'autres gaz halogénures d'hydrogène) et des gaz résiduaires de craquage organiques. Ceux-ci doivent être traités séparément pour éviter un impact environnemental important, ce qui nécessite un investissement important dans des installations de protection de l'environnement.
Batterie au lithium Les équipements de recyclage et de traitement comprennent généralement une ligne de démontage (pour réutilisation) + une ligne de séparation d'air de broyage et de concassage + une ligne de production d'extraction (réextraction). Parmi ceux-ci, la ligne de séparation d'air de broyage et de concassage (c'est-à-dire la ligne de poudrage) est le cœur de l'équipement complet de recyclage et de traitement des batteries au lithium.
Cependant, de nombreux fabricants nationaux utilisent encore un procédé spécifique qui implique le déchiquetage + le concassage secondaire, le broyage + la séparation par air (fours externes à haute et moyenne température). Ce procédé ne permet pas de résoudre à la source les problèmes d'inflammabilité et d'explosion associés aux piles au lithium usagées. Il entraîne des coûts de traitement approchant les 3 000 yuans par tonne.
Nous avons introduit des technologies étrangères avancées et mis en œuvre des réformes technologiques. Le mécanisme d'alimentation de notre four de pyrolyse haute température auto-produit est conçu avec une régulation de vitesse à fréquence variable pour créer une bande sous vide haute température, résolvant efficacement les risques d'incendie et d'explosion associés aux broyeurs.
Cette innovation réduit considérablement les coûts de production et d'exploitation des équipements. De plus, cette ligne de production unique de recyclage et de traitement des batteries au lithium ne nécessite pas d'azote ni d'autres gaz isolants de l'oxygène. Elle réduit encore davantage les dépenses de production et d'exploitation.
Système de recyclage et de traitement des batteries au lithium usagées :
1. Ce système comprend des équipements de recyclage et de traitement des batteries au lithium usagées, ainsi que des équipements de traitement des gaz résiduaires. L'équipement de recyclage et de traitement des batteries au lithium usagées se compose d'un dispositif de déchiquetage de prétraitement de recyclage des batteries au lithium, d'un dispositif de pyrolyse et d'un dispositif de post-traitement (comprenant des équipements de concassage, de broyage et de séparation d'air secondaires) connectés en séquence.
Le dispositif de pyrolyse comprend un four de pyrolyse, un dispositif de contrôle du volume d'air à fréquence variable, un dispositif de prétraitement de production, une intégration de four rotatif sec et un dispositif de post-traitement, tous connectés séquentiellement.
L'orifice d'échappement du four rotatif à sec est relié de manière tridimensionnelle à l'orifice de décharge du dispositif de déchiquetage de prétraitement et au dispositif de protection de l'environnement de production. La sortie des gaz résiduaires de craquage du four de pyrolyse est reliée au dispositif de protection de l'environnement. Pour résoudre le problème de la consommation d'énergie élevée dans le recyclage à sec des batteries au lithium usagées, l'ensemble complet d'équipements comprend également un échangeur de chaleur externe, installé à l'extérieur du four de pyrolyse.
L'entrée d'air de l'échangeur de chaleur externe est reliée à l'orifice d'évacuation des gaz de combustion à haute température du dispositif de protection de l'environnement. Le tuyau de raccordement entre la sortie des gaz résiduaires de craquage du four de pyrolyse et le four rotatif à sec est équipé d'un manchon isolant ; l'un des tuyaux de dérivation est relié à l'entrée d'air de l'échangeur de chaleur externe et un dispositif de régulation de débit est installé au niveau de l'orifice d'évacuation des gaz de combustion à haute température.
Les gaz résiduaires générés par le four rotatif à sec pénètrent dans l'échangeur de chaleur externe du dispositif de pyrolyse par l'orifice d'évacuation des gaz de combustion à haute température du dispositif de protection de l'environnement, servant de source de chaleur pour le four de pyrolyse.
Dispositif de régulation de débit Objectif :
Le dispositif de débit au niveau de l'orifice de gaz de combustion à haute température contrôle le volume de gaz de combustion à haute température entrant dans le tuyau de dérivation. Ce dispositif ajuste le volume d'air. Il maintient les gaz de combustion entrant dans l'échangeur de chaleur externe à une température comprise entre 400 °C et 1 000 °C. Idéalement, la température devrait être comprise entre 500 °C et 650 °C. Cela crée une zone de vide. Cela garantit que le broyeur et le four de pyrolyse fonctionnent sans oxygène. Cela évite les incendies et les explosions lors du recyclage des batteries au lithium.
Après le broyage, les piles au lithium usagées sont placées dans un four de pyrolyse. Les matières organiques des piles subissent alors une pyrolyse. La chaleur décompose le liant PVDF, l'hexafluorophosphate de lithium et les solvants organiques des piles au lithium usagées. Cela génère des gaz résiduaires de craquage. La combustion de ces gaz résiduaires de craquage produit du dioxyde de carbone, de l'eau, du HF et d'autres gaz.
Le dispositif de traitement des gaz résiduaires contient de l'oxyde de calcium de taille nanométrique. Il est très actif aux températures de fonctionnement. Il réagit rapidement avec le HF pour former du fluorure de calcium. Cela empêche le HF de pénétrer dans l'atmosphère. De même, les gaz halogénés d'hydrogène restants se combinent avec le calcium pour former un halogénure de calcium. Le dispositif de contrôle de la pollution de la cimenterie traite l'oxyde de calcium de taille nanométrique. CO2 et de l'eau. Cela permet de respecter les normes d'émission.
Le recyclage et le traitement des batteries au lithium usagées constituent une étape cruciale dans la gestion de l'impact environnemental de l'élimination des batteries et la récupération de matériaux précieux. Avec la demande croissante de batteries lithium-ion, le recyclage est vital. Elles sont utilisées dans les véhicules électriques et l'électronique portable. Nous devons les recycler pour éviter les déchets dangereux et l'épuisement des ressources. Le processus de recyclage comprend trois étapes. Tout d'abord, la collecte des batteries usagées. Ensuite, leur démontage en toute sécurité. Enfin, l'extraction des composants tels que le lithium, le cobalt et le nickel. Ceux-ci peuvent être réutilisés dans de nouvelles batteries. La technologie de recyclage s'améliore. Elle est plus efficace et moins chère. Il est donc désormais plus facile de récupérer les matériaux. L'amélioration du recyclage contribue à la durabilité et à une économie circulaire. Elle réutilise les ressources et réduit le besoin de matières premières.