À medida que a demanda por veículos e dispositivos elétricos cresce, precisamos reciclar baterias de lítio usadas. Essas baterias são vitais para a tecnologia moderna. Mas elas prejudicam o meio ambiente se descartadas de forma inadequada. A reciclagem pode recuperar materiais valiosos como lítio, cobalto e níquel. Isso reduz a necessidade de nova mineração e ajuda o meio ambiente. Além disso, o processamento avançado pode gerenciar com segurança substâncias tóxicas. Isso previne a poluição e promove a sustentabilidade. Com um foco global em uma economia circular, precisamos investir em novas soluções de reciclagem para baterias de lítio usadas. Elas são vitais para um futuro mais verde.
Reciclagem e processamento de resíduos de baterias de lítio: soluções sustentáveis para um futuro mais verde
Baterias de lítio descartadas contêm uma quantidade significativa de recursos de metais pesados não renováveis com alto valor econômico. O material do eletrodo positivo das baterias de lítio é pó de óxido de cobalto e lítio. O material do eletrodo negativo é pó de grafite. Ambos os eletrodos contêm quantidades substanciais de metais como cobalto, níquel, manganês, cobre e alumínio.
A reciclagem e o processamento eficazes de baterias de lítio descartadas ou não qualificadas podem não apenas aliviar a pressão ambiental causada por baterias residuais. Também podem evitar o desperdício de metais pesados valiosos como cobalto, níquel e manganês. Consequentemente, devido às limitações de recursos e à necessidade de governança ambiental, países em todo o mundo dão grande importância à reciclagem de baterias de lítio residuais.
No processo de reciclagem e tratamento de baterias de lítio usadas, duas tecnologias principais são utilizadas: reciclagem a seco e reciclagem úmida. A tecnologia de reciclagem úmida envolve uma longa rota de processo, requer investimento significativo e demanda inúmeras peças de equipamento. Ela não consegue reciclar metal de alumínio e não consegue tratar o PVDF em baterias de lítio.
Seção de alta temperatura para reciclagem de baterias de lítio
Por outro lado, a tecnologia de reciclagem a seco é dividida principalmente em processos secos de alta temperatura (~800°C) e baixa temperatura (~400°C). A tecnologia de reciclagem a seco apresenta uma rota de processo mais curta e menos requisitos de equipamento. Ela pode tratar PVDF de forma eficaz, mas tem alto consumo de energia e requer calor substancial. O processo de tratamento a seco inevitavelmente produz gás ácido HF (ou outros gases de haleto de hidrogênio) e gases residuais de craqueamento orgânico. Isso deve ser tratado separadamente para evitar impacto ambiental significativo, necessitando de um grande investimento em instalações de proteção ambiental.
Bateria de lítio equipamentos de reciclagem e processamento normalmente incluem uma linha de desmontagem (para reaproveitamento) + linha de separação de ar de moagem e britagem + linha de produção de extração (reextração). Entre estes, a linha de separação de ar de moagem e britagem (ou seja, linha de pulverização) é o núcleo do equipamento completo de reciclagem e processamento de bateria de lítio.
No entanto, muitos fabricantes nacionais ainda usam um processo específico que envolve trituração + britagem secundária, moagem + separação de ar (fornos externos de alta e média temperatura). Esse processo não aborda os problemas inflamáveis e explosivos associados a baterias de lítio de resíduos vivos na fonte. Isso resulta em custos de processamento que se aproximam de 3.000 yuans por tonelada.
Introduzimos tecnologia estrangeira avançada e implementamos reformas tecnológicas. O mecanismo de alimentação do nosso forno de pirólise de alta temperatura autoproduzido é projetado com regulagem de velocidade de frequência variável para criar uma correia de vácuo de alta temperatura, resolvendo efetivamente os riscos de incêndio e explosão associados aos trituradores.
Essa inovação reduz significativamente os custos de produção e operação do equipamento. Além disso, essa linha de produção exclusiva de equipamentos de reciclagem e processamento de baterias de lítio não requer nitrogênio ou outros gases isolantes de oxigênio. Ela reduz ainda mais as despesas de produção e operação.
Sistema de reciclagem e processamento de baterias de lítio residuais:
1. Este sistema inclui equipamentos de reciclagem e processamento de baterias de lítio residuais, bem como equipamentos de tratamento de gás residual. O equipamento de reciclagem e processamento de baterias de lítio residuais consiste em um dispositivo de trituração de pré-processamento de reciclagem de baterias de lítio, um dispositivo de pirólise e um dispositivo de pós-processamento (incluindo equipamentos secundários de britagem, moagem e separação de ar) conectados em sequência.
O dispositivo de pirólise inclui um forno de pirólise, um dispositivo de controle de volume de ar de frequência variável, um dispositivo de pré-processamento de produção, uma integração de forno rotativo a seco e um dispositivo de pós-processamento, todos conectados sequencialmente.
A porta de exaustão do forno rotativo seco é conectada tridimensionalmente à porta de descarga do dispositivo de trituração de pré-processamento e ao dispositivo de proteção ambiental de produção. A saída de gás residual de craqueamento do forno de pirólise é conectada ao dispositivo de proteção ambiental. Para abordar a questão do alto consumo de energia na reciclagem de baterias de lítio usadas no processo a seco, o conjunto completo de equipamentos também inclui um trocador de calor externo, instalado na parte externa do forno de pirólise.
A entrada de ar do trocador de calor externo é conectada à porta de descarga de gás de combustão de alta temperatura do dispositivo de proteção ambiental. O tubo de conexão entre a saída de gás residual de craqueamento do forno de pirólise e o forno rotativo de processo a seco é equipado com uma luva de isolamento; um dos tubos de derivação é conectado à entrada de ar do trocador de calor externo, e um dispositivo regulador de fluxo é instalado na porta de descarga de gás de combustão de alta temperatura.
O gás residual gerado pelo forno rotativo de processo a seco entra no trocador de calor externo do dispositivo de pirólise através da porta de descarga de gás de combustão de alta temperatura do dispositivo de proteção ambiental, servindo como fonte de calor para o forno de pirólise.
Dispositivo regulador de fluxo Objetivo:
O dispositivo de fluxo na porta de gás de combustão de alta temperatura controla o volume de gás de combustão de alta temperatura que entra no tubo de derivação. Este dispositivo ajusta o volume de ar. Ele mantém o gás de combustão que entra no trocador de calor externo a 400 °C a 1000 °C. Idealmente, deve ser de 500 °C a 650 °C. Isso cria uma zona de vácuo. Ele garante que o triturador e o forno de pirólise operem sem oxigênio. Isso evita incêndios e explosões na reciclagem de baterias de lítio.
Após a trituração, as baterias de lítio usadas vão para um forno de pirólise. Lá, os materiais orgânicos nas baterias passam por pirólise. O calor quebra o ligante PVDF, hexafluorofosfato de lítio e solventes orgânicos em baterias de lítio usadas. Isso gera gás residual de craqueamento. A queima desse gás residual de craqueamento produz dióxido de carbono, água, HF e outros gases.
O dispositivo de tratamento de gás residual tem óxido de cálcio nanométrico. Ele é altamente ativo em temperaturas operacionais. Ele reage rapidamente com HF para formar fluoreto de cálcio. Isso evita que HF entre na atmosfera. Da mesma forma, quaisquer gases de haleto de hidrogênio restantes combinam-se com cálcio para formar haleto de cálcio. O dispositivo de controle de poluição da fábrica de cimento trata o CO2 e água. Ele faz isso para atender aos padrões de emissão.
Reciclar e processar baterias de lítio usadas é uma etapa crucial no gerenciamento do impacto ambiental do descarte de baterias e na recuperação de materiais valiosos. Com a crescente demanda por baterias de íons de lítio, a reciclagem é vital. Elas são usadas em veículos elétricos e eletrônicos portáteis. Devemos reciclá-las para evitar resíduos perigosos e esgotamento de recursos. O processo de reciclagem envolve três etapas. Primeiro, colete as baterias usadas. Em seguida, desmonte-as com segurança. Por fim, extraia componentes como lítio, cobalto e níquel. Eles podem ser reutilizados em novas baterias. A tecnologia de reciclagem está melhorando. É mais eficiente e mais barata. Então, agora é mais fácil recuperar materiais. Melhorar a reciclagem ajuda na sustentabilidade e na economia circular. Ela reutiliza recursos e reduz a necessidade de matérias-primas.