Pin lithium thải bỏ chứa một lượng lớn tài nguyên kim loại nặng không tái tạo có giá trị kinh tế cao. Vật liệu điện cực dương của pin lithium là bột oxit lithium coban. Vật liệu điện cực âm là bột than chì. Cả hai điện cực đều chứa một lượng lớn kim loại như coban, niken, mangan, đồng và nhôm.
Việc tái chế và xử lý hiệu quả pin lithium đã qua sử dụng hoặc không đủ tiêu chuẩn không chỉ có thể làm giảm áp lực môi trường do pin thải gây ra. Nó cũng có thể ngăn ngừa lãng phí các kim loại nặng có giá trị như coban, niken và mangan. Do đó, do hạn chế về tài nguyên và nhu cầu quản lý môi trường, các quốc gia trên toàn thế giới rất coi trọng việc tái chế pin lithium thải.
Trong quá trình tái chế và xử lý pin lithium thải, có hai công nghệ chính được sử dụng: tái chế khô và tái chế ướt. Công nghệ tái chế ướt liên quan đến một lộ trình xử lý dài, đòi hỏi đầu tư đáng kể và đòi hỏi nhiều thiết bị. Nó không thể tái chế kim loại nhôm và không thể xử lý PVDF trong pin lithium.
Mặt khác, công nghệ tái chế khô chủ yếu được chia thành các quy trình khô nhiệt độ cao (~800°C) và nhiệt độ thấp (~400°C). Công nghệ tái chế khô có tuyến đường quy trình ngắn hơn và ít yêu cầu về thiết bị hơn. Nó có thể xử lý PVDF hiệu quả, nhưng nó tiêu thụ nhiều năng lượng và đòi hỏi nhiệt lượng lớn. Quy trình xử lý khô chắc chắn tạo ra khí axit HF (hoặc các khí hydro halide khác) và khí thải hữu cơ cracking. Chúng phải được xử lý riêng để tránh tác động đáng kể đến môi trường, đòi hỏi phải đầu tư lớn vào các cơ sở bảo vệ môi trường.
Thiết bị tái chế và chế biến pin lithium thường bao gồm dây chuyền tháo rời (để tái sử dụng) + dây chuyền tách khí nghiền và nghiền + dây chuyền sản xuất chiết xuất (tái chiết xuất). Trong số này, dây chuyền tách khí nghiền và nghiền (tức là dây chuyền nghiền bột) là cốt lõi của toàn bộ thiết bị tái chế và chế biến pin lithium.
Tuy nhiên, nhiều nhà sản xuất trong nước vẫn sử dụng một quy trình cụ thể bao gồm cắt nhỏ + nghiền thứ cấp, nghiền + tách khí (lò nung nhiệt độ cao và trung bình bên ngoài). Quy trình này không giải quyết được vấn đề dễ cháy nổ liên quan đến pin lithium thải sống tại nguồn. Điều này dẫn đến chi phí xử lý lên tới 3.000 nhân dân tệ/tấn.
Chúng tôi đã đưa công nghệ tiên tiến của nước ngoài vào và thực hiện cải cách công nghệ. Cơ chế nạp liệu của lò nhiệt phân nhiệt độ cao do chúng tôi tự sản xuất được thiết kế với bộ điều chỉnh tốc độ tần số thay đổi để tạo ra băng chân không nhiệt độ cao, giải quyết hiệu quả các rủi ro cháy nổ liên quan đến máy nghiền.
Đổi mới này làm giảm đáng kể chi phí sản xuất và vận hành thiết bị. Ngoài ra, dây chuyền sản xuất thiết bị tái chế và xử lý pin lithium độc đáo này không yêu cầu nitơ hoặc các khí cô lập oxy khác. Nó làm giảm thêm chi phí sản xuất và vận hành.
Hệ thống tái chế và xử lý pin lithium thải:
1. Hệ thống này bao gồm thiết bị tái chế và xử lý pin lithium thải, cũng như thiết bị xử lý khí thải. Thiết bị tái chế và xử lý pin lithium thải bao gồm thiết bị cắt nhỏ tiền xử lý tái chế pin lithium, thiết bị nhiệt phân và thiết bị xử lý sau (bao gồm thiết bị nghiền thứ cấp, nghiền và tách khí) được kết nối theo trình tự.
Thiết bị nhiệt phân bao gồm một lò nhiệt phân, một thiết bị điều khiển thể tích không khí tần số thay đổi, một thiết bị tiền xử lý sản xuất, một tích hợp lò quay khô và một thiết bị hậu xử lý, tất cả đều được kết nối tuần tự.
Cổng xả của lò quay khô được kết nối ba chiều với cổng xả của thiết bị cắt nhỏ tiền xử lý và thiết bị bảo vệ môi trường sản xuất. Cửa thoát khí thải nứt của lò nhiệt phân được kết nối với thiết bị bảo vệ môi trường. Để giải quyết vấn đề tiêu thụ năng lượng cao trong quá trình tái chế khô pin lithium thải, toàn bộ thiết bị cũng bao gồm một bộ trao đổi nhiệt bên ngoài, được lắp đặt bên ngoài lò nhiệt phân.
Cửa vào không khí của bộ trao đổi nhiệt bên ngoài được kết nối với cổng xả khí thải nhiệt độ cao của thiết bị bảo vệ môi trường. Đường ống kết nối giữa cửa thoát khí thải nứt của lò nhiệt phân và lò quay quy trình khô được trang bị ống cách nhiệt; một trong các ống nhánh được kết nối với cửa vào không khí của bộ trao đổi nhiệt bên ngoài và một thiết bị điều chỉnh lưu lượng được lắp đặt tại cổng xả khí thải nhiệt độ cao.
Khí thải sinh ra từ lò quay khô đi vào bộ trao đổi nhiệt bên ngoài của thiết bị nhiệt phân thông qua cổng xả khí thải nhiệt độ cao của thiết bị bảo vệ môi trường, đóng vai trò là nguồn nhiệt cho lò nhiệt phân.
Thiết bị điều chỉnh lưu lượng Mục đích:
Thiết bị điều chỉnh lưu lượng tại cổng xả khí thải nhiệt độ cao được thiết kế để kiểm soát lượng khí thải nhiệt độ cao đi vào ống nhánh. Bằng cách điều chỉnh lượng khí thông qua thiết bị này, nhiệt độ của khí thải đi vào cửa vào không khí của bộ trao đổi nhiệt bên ngoài có thể được duy trì trong phạm vi từ 400°C đến 1000°C.
Lý tưởng nhất là nhiệt độ này nên được kiểm soát trong khoảng từ 500°C đến 650°C. Điều này tạo ra một vùng chân không, đảm bảo máy nghiền và lò nhiệt phân hoạt động trong môi trường không có oxy, giải quyết hiệu quả vấn đề phòng cháy nổ trong quá trình tái chế pin lithium từ nguồn.
Sau khi được cắt nhỏ, pin lithium thải được đưa vào lò nhiệt phân, tại đây các vật liệu hữu cơ bên trong pin trải qua quá trình nhiệt phân. Trong quá trình này, chất kết dính PVDF, lithium hexafluorophosphate và dung môi hữu cơ có trong pin lithium thải bị phân hủy do nhiệt, tạo ra khí thải nứt. Khí thải nứt này sau đó được đốt cháy, tạo ra carbon dioxide, nước, HF và các loại khí khác.
Canxi oxit kích thước nano trong thiết bị xử lý khí thải, hoạt động mạnh ở nhiệt độ vận hành, phản ứng nhanh với HF để tạo thành canxi florua, ngăn không cho HF xâm nhập vào khí quyển. Tương tự như vậy, bất kỳ khí hydro halide nào còn lại kết hợp với canxi để tạo thành canxi halide, trong khi carbon dioxide và nước được xử lý bằng thiết bị bảo vệ môi trường sản xuất xi măng, đảm bảo chúng đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải.