Выброшенные отходы литиевых батарей содержат значительное количество невозобновляемых ресурсов тяжелых металлов с высокой экономической ценностью. Положительный электрод литиевых батарей — порошок оксида лития-кобальта. Отрицательный электрод Материал — графитовый порошок. Оба электрода содержат значительные количества металлов, таких как кобальт, никель, марганец, медь и алюминий.
Эффективная переработка и утилизация отработанных или неквалифицированных литиевых батарей может не только уменьшить нагрузку на окружающую среду. Она также может предотвратить потерю ценных тяжелых металлов, таких как кобальт, никель и марганец. Следовательно, страны по всему миру придают большое значение переработке отработанных литиевых батарей. Это связано с ограниченностью ресурсов и необходимостью экологического управления.
1. Сухая и мокрая переработка
В процессе переработки и обработки отработанных литиевых батарей используются две основные технологии: сухая переработка и мокрая переработка. Технология мокрой переработки подразумевает длительный технологический маршрут, требует значительных инвестиций и требует большого количества оборудования. Она не может перерабатывать металлический алюминий и не может обрабатывать ПВДФ в литиевых батареях.
С другой стороны, технология сухой переработки в основном делится на высокотемпературные (~800°C) и низкотемпературные (~400°C) сухие процессы. Технология сухой переработки характеризуется более коротким технологическим маршрутом и меньшими требованиями к оборудованию. Она может эффективно обрабатывать ПВДФ, но имеет высокое энергопотребление и требует значительного тепла. Процесс сухой переработки неизбежно производит кислотный газ HF (или другие галогеноводородные газы) и органические отработанные газы крекинга. Их необходимо обрабатывать отдельно, чтобы избежать значительного воздействия на окружающую среду, что требует больших инвестиций в объекты по защите окружающей среды.
Оборудование для переработки и обработки литиевых батарей обычно включает в себя линию разборки. Это (для повторного использования) + линия разделения воздуха измельчения и дробления + производственная линия извлечения (реэкстракции). Линия разделения воздуха измельчения и дробления является ядром полного оборудования для переработки и обработки литиевых батарей.
Однако многие производители по-прежнему используют определенный процесс. Этот процесс включает измельчение + вторичное дробление, измельчение + воздушную сепарацию (внешние высоко- и среднетемпературные печи). Этот процесс не решает проблемы воспламеняемости и взрывоопасности, связанные с живыми отходами литиевых батарей на месте. Это приводит к затратам на переработку, приближающимся к 3000 юаней за тонну.
Мы внедрили передовые зарубежные технологии и осуществили технологические реформы. Механизм подачи нашей собственной высокотемпературной пиролизной печи спроектирован с регулированием скорости переменной частоты. Это сделано для создания высокотемпературной вакуумной ленты, эффективно решающей риски пожара и взрыва, связанные с измельчителями.
Это нововведение значительно снижает затраты на производство и эксплуатацию оборудования. Кроме того, эта уникальная производственная линия оборудования для переработки и переработки литиевых батарей не требует азота или других изолирующих кислород газов. Это еще больше снижает производственные и эксплуатационные расходы.
2. Система переработки и утилизации отработанных литиевых батарей
Эта система включает в себя оборудование для переработки и утилизации отработанных литиевых батарей, а также оборудование для очистки отработанных газов. Оборудование для переработки и утилизации отработанных литиевых батарей состоит из устройства для предварительной обработки и измельчения литиевых батарей, устройства для пиролиза и устройства для последующей обработки (включая оборудование для вторичного дробления, измельчения и разделения воздуха), соединенных последовательно.
Пиролизное устройство включает в себя пиролизную печь, устройство регулирования объема воздуха с переменной частотой, устройство предварительной обработки продукции, интеграцию с сухой вращающейся печью и устройство последующей обработки, все из которых соединены последовательно.
Выпускное отверстие сухой вращающейся печи трехмерно соединено с выпускным отверстием устройства измельчения предварительной обработки и устройством защиты окружающей среды производства. Выход отработанного газа крекинга пиролизной печи соединен с устройством защиты окружающей среды. Для решения проблемы высокого энергопотребления при сухой переработке отработанных литиевых батарей в комплект оборудования также входит внешний теплообменник, установленный снаружи пиролизной печи.
Вход воздуха внешнего теплообменника соединен с выходом высокотемпературных дымовых газов устройства защиты окружающей среды. Соединительная труба между выходом отходящих газов пиролизной печи и вращающейся печью сухого способа снабжена изоляционным рукавом; один из патрубков соединен с входом воздуха внешнего теплообменника, а на выходе высокотемпературных дымовых газов установлено устройство регулирования расхода.
Отходящий газ, образующийся во вращающейся печи сухого способа, поступает во внешний теплообменник пиролизного устройства через высокотемпературное выпускное отверстие дымовых газов устройства защиты окружающей среды, служа источником тепла для пиролизной печи.
3. Назначение устройства регулирования расхода
Устройство регулирования расхода на отводном отверстии высокотемпературных дымовых газов предназначено для регулирования объема высокотемпературных дымовых газов, поступающих в патрубок. Регулируя объем воздуха через это устройство, можно поддерживать температуру дымовых газов, поступающих в воздухозаборник внешнего теплообменника, в диапазоне от 400°C до 1000°C.
В идеале эта температура должна контролироваться в диапазоне от 500°C до 650°C. Это создает вакуумную зону, гарантируя, что измельчитель и пиролизная печь будут работать в бескислородной среде, эффективно решая проблему пожаро- и взрывобезопасности при переработке литиевых батарей из источника.
После измельчения отработанные литиевые батареи подаются в пиролизную печь, где органические материалы внутри батарей подвергаются пиролизу. Во время этого процесса связующее вещество PVDF, гексафторфосфат лития и органические растворители, присутствующие в отработанных литиевых батареях, разлагаются под воздействием тепла, образуя отработанный газ крекинга. Затем этот отработанный газ крекинга сжигается, в результате чего образуются углекислый газ, вода, HF и другие газы.
Наноразмерный оксид кальция в устройстве очистки отходящих газов очень активен при рабочих температурах. Он быстро реагирует с HF, образуя фторид кальция, предотвращая попадание HF в атмосферу. Аналогично, любые оставшиеся газы галогеноводорода соединяются с кальцием, образуя галогенид кальция, в то время как углекислый газ и вода обрабатываются устройством защиты окружающей среды производства цемента, гарантируя, что они соответствуют стандартам выбросов.
