فرن دوار لإعادة تدوير الكتلة السوداء لبطاريات الليثيوم مخصص

إعادة تدوير الكتلة السوداء لبطاريات الليثيومفرن دوار

1. مقدمة المنتج: فرن دوار للتكليس

فرن التكليس الدوار لإعادة تدوير الكتلة السوداء لبطاريات الليثيوم هو المعدات الهندسية الحرارية الأساسية لاستعادة الموارد من بطاريات الليثيوم أيون المستهلكة. تم تصميمه خصيصًا للتحلل الحراري عالي الحرارة والكربنة لـ "الكتلة السوداء" (خليط مواد الكاثود والأنود النشطة) التي تم الحصول عليها بعد التكسير والفرز. يتميز الفرن بهيكل أسطواني دوار أفقي تحت حماية جو خامل (نيتروجين أو أرغون)، ويحقق التحلل الفعال للمكونات الخطرة مثل المواد الرابطة العضوية (مثل PVDF) والإلكتروليتات المتبقية. هذه العملية تحافظ على النشاط الكيميائي للمعادن عالية القيمة مثل الليثيوم والكوبالت والنيكل والمنغنيز، مما يوفر مادة خام عالية الجودة لاستخلاص الليثيوم اللاحق بالمعالجة المائية. يدمج النظام التسخين بالحث الكهرومغناطيسي، والتحكم المحكم في الجو، وتقنية منع الانسداد، ومعالجة الغازات العادمة متعددة المراحل للتطبيقات الصناعية المستمرة والآلية ومنخفضة الانبعاثات.

2. تطبيق فرن دوار للتكليس

• إعادة تدوير بطاريات المركبات الكهربائية: معالجة ألواح الأقطاب والكتلة السوداء من حزم بطاريات المركبات الجديدة (NEV) التي تم إيقاف تشغيلها لتجديد الموارد.

• إعادة تدوير إلكترونيات المستهلك: معالجة التحلل الحراري المركز لبطاريات الليثيوم صغيرة الحجم من الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وما إلى ذلك.

• مصانع تجديد المواد: يعمل كمعدات الواجهة الأمامية الحرجة للاستعادة بالمعالجة المائية، مما يعزز نقاء الكتلة السوداء وكفاءة الترشيح.

• المعالجة البيئية: تقليل الانبعاثات المباشرة للغازات الخطرة المحتوية على الفلور والفوسفور لتلبية المتطلبات التنظيمية.

• منصات البحث والتطوير والتجريبية: دعم التحقق من العملية وتحسين المعلمات للتصنيع الصناعي التقني.

3. مبدأ العمل لفرن دوار للتكليس

• التسخين المسبق وإزالة المذيبات (200-400 درجة مئوية): تدخل الكتلة السوداء إلى الطرف الأمامي للفرن عبر نظام تغذية محكم. يتم تبخير بقايا الإلكتروليت والمواد العضوية ذات نقطة الغليان المنخفضة في البداية في بيئة منخفضة الأكسجين.

• التحلل الحراري عالي الحرارة والكربنة (500-800 درجة مئوية): مع دوران الفرن، تتقدم المادة إلى منطقة درجة الحرارة المتوسطة حيث تخضع المواد الرابطة للتكسير اللاهوائي. ينتج عن ذلك غازات تحلل قابلة للاحتراق ومادة كربونية صلبة خالية من الفلور، مما يسهل الفصل النظيف للمواد النشطة عن رقائق النحاس والألمنيوم.

• التحكم في الجو والسلامة: تتم حماية العملية بأكملها بواسطة $N_2$ أو $Ar$, مع الحفاظ على محتوى الأكسجين بدقة عند <100 ppm لمنع أكسدة المعادن. يمنع التشغيل بالضغط السلبي تسرب الغازات الخطرة.

• توازن الطاقة الذاتي: يتم تنقية الغازات القابلة للاحتراق المتولدة أثناء التحلل الحراري وإعادتها إلى غرفة الاحتراق لدعم التسخين، مما يحقق إعادة تدوير الطاقة الحرارية ويقلل من تكاليف التشغيل.

• التبريد والتفريغ ومعالجة الغازات العادمة: يتم تبريد منتجات التحلل الحراري إلى <80°C عبر مفرغ دوار مبرد بالماء. تمر غازات المداخن عبر إزالة الغبار بالدوامة، وبرج إخماد، وامتصاص حمضي قلوي، ونظام RTO (مؤكسد حراري متجدد) لضمان تلبية الانبعاثات للمعايير البيئية.

4. مزايا فرن دوار للتكليس

• معدلات استرداد عالية: يضمن التحكم الدقيق في درجة الحرارة والتسخين المنتظم نشاطًا مستقرًا لمركبات الليثيوم. استرداد الليثيوم من الكتلة السوداء هو ≥90%, مع النحاس >98% والألمنيوم >99%.

• توفير الطاقة وصديق للبيئة: يحقق التسخين بالحث الكهرومغناطيسي كفاءة حرارية تزيد عن 85%, مما يقلل استهلاك الطاقة بنسبة 40% مقارنة بالأفران الغازية التقليدية.

• تحكم فائق في الغازات العادمة: تضمن المعالجة متعددة المراحل أن انبعاثات $HF$ هي <1 mg/m³ وجسيمات الغبار <10 mg/m³, مما يلبي معايير الانبعاثات فائقة الانخفاض.

• استقرار العملية: التحكم الدقيق في حدود ±5°C ومناطق التسخين المقسمة تتكيف مع كيمياء البطاريات المختلفة (NCM، LFP، إلخ). يمنع نظام ذكي لمنع الانسداد (طلاء سيراميكي + تنظيف بالنبض) تراكم المواد في الفرن، مما يضمن التشغيل المستمر لمدة ≥720 hours.

• أتمتة وسلامة عالية: تتيح وحدات التحكم الذكية القائمة على PLC المراقبة عن بعد والتشخيص الذاتي. النظام مجهز بإنذارات تجاوز درجة الحرارة، وحماية الضغط، ومراقبة الغازات القابلة للاحتراق.

• قدرة تكيف قوية: قادر على معالجة أنواع مختلفة من خردة الأقطاب والكتلة السوداء؛ التصميم المعياري يسهل الصيانة السهلة وتوسيع القدرة.

5. المواصفات الفنية

6. حلولنا