วิทยาศาสตร์สู่ประชาชนเกี่ยวกับเทคโนโลยีการผลิตแบบเปียกสำหรับเศษแบตเตอรี่ลิเธียมไอรอนฟอสเฟต (LFP)

I. องค์ประกอบวัตถุดิบ

กระบวนการรีไซเคิลแบบเปียกจัดการกับวัตถุดิบหลัก เช่น เศษเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมและชิ้นส่วนขั้วไฟฟ้า หลังการเตรียมเบื้องต้น วัสดุเหล่านี้จะเข้าสู่ระบบรีไซเคิลแบบเปียกเพื่อการประมวลผลเพิ่มเติม

II. กระบวนการผลิต

1. ระบบเตรียมเบื้องต้นสำหรับเศษแบตเตอรี่ลิเธียม

การเตรียมเบื้องต้นเป็นขั้นตอนแรกของกระบวนการรีไซเคิลแบบเปียก ซึ่งประกอบด้วยขั้นตอนดังต่อไปนี้:

• การปล่อยประจุในน้ำเกลือ: เศษแบตเตอรี่จะถูกปล่อยประจุในน้ำเกลือก่อน เพื่อความปลอดภัยในกระบวนการถัดไป

• การบด: หลังการปล่อยประจุ แบตเตอรี่จะถูกบดขั้นต้น บดขั้นที่สอง และผ่านกระบวนการคาร์บอไนเซชัน

• การคัดแยก: ผ่านกระบวนการ เช่น การคัดแยกแบบ Z การคัดกรองด้วยถัง การบดขั้นที่สาม การคัดกรองแบบเส้นตรง การบดขั้นที่สี่ และการคัดกรองด้วยแผ่นดิสก์ เพื่อแยกผงขั้วไฟฟ้าบวกและลบ

• การแยกด้วยแม่เหล็ก + การคัดกรอง + การแยกด้วยลม: การแยกเพิ่มเติมเพื่อกำจัดสิ่งเจือปนโลหะ ทำให้ได้ผงขั้วไฟฟ้าบวกและลบที่บริสุทธิ์

2. ระบบรีไซเคิลแบบเปียกสำหรับผงเศษแบตเตอรี่ลิเธียม

ผงขั้วไฟฟ้าบวกและลบที่ผ่านการเตรียมเบื้องต้นจะเข้าสู่ระบบรีไซเคิลแบบเปียก โดยมีขั้นตอนเฉพาะดังนี้:

• การผสมและการขึ้นรูป: ผงที่ผ่านการเตรียมเบื้องต้นจะถูกผสมกับวัสดุเสริม เช่น โซเดียมซัลเฟต แคลเซียมซัลเฟต และแคลเซียมไฮดรอกไซด์ และถูกกดขึ้นรูป

• การอบแห้งและการเผา: ชิ้นงานที่ขึ้นรูปจะถูกเผาที่อุณหภูมิสูง 600–900°C เป็นเวลา 1–3 ชั่วโมง เพื่อปลดปล่อยลิเธียม โซเดียม และธาตุอื่นในรูปของเกลือที่ละลายน้ำได้

• การบดและการเจียร: ชิ้นงานที่เผาแล้วจะถูกบดและเจียรให้เป็นผงละเอียด

• การชะล้าง + การกำจัดสิ่งเจือปน + การทำให้บริสุทธิ์ + การกรอง: ผงละเอียดจะถูกผสมกับสารละลายกรดเพื่อการชะล้าง ทำให้โลหะมีค่า เช่น ลิเธียมละลายในสารละลาย จากนั้นกระบวนการกำจัดสิ่งเจือปน การทำให้บริสุทธิ์ และการกรองจะทำให้ได้สารละลายที่บริสุทธิ์

• การระเหยเข้มข้นด้วย MVR + การตกผลึก + การแลกเปลี่ยนด้วยเรซิน: สารละลายจะผ่านการระเหยเข้มข้นด้วย MVR การตกผลึก และการแลกเปลี่ยนด้วยเรซิน เพื่อการทำให้ลิเธียมบริสุทธิ์เพิ่มเติม

• การตกผลึกลิเธียม + การล้าง + การอบแห้ง + การบดและการบรรจุ: สุดท้าย ลิเธียมจะถูกตกผลึก ล้าง อบแห้ง บด และบรรจุเพื่อผลิตลิเธียมคาร์บอเนตที่มีความบริสุทธิ์สูง

III. ข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย

การปกป้องสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญในกระบวนการรีไซเคิลแบบเปียก ข้อกำหนดเฉพาะได้แก่:

• การบำบัดน้ำเสีย: น้ำเสียที่เกิดขึ้นในกระบวนการรีไซเคิลต้องถูกรวบรวมและบำบัดเพื่อให้การปล่อยสารมลพิษเป็นไปตามมาตรฐานระดับชาติหรือท้องถิ่น

• การบำบัดของเสียแข็ง: ของเสียแข็งที่เกิดขึ้นต้องถูกรวบรวม เก็บรักษา ขนส่ง และส่งมอบให้หน่วยงานที่มีคุณสมบัติเหมาะสมเพื่อการบำบัดตามข้อกำหนดของ GB 18597 และ HJ 2025

IV. วิธีการตรวจสอบ

เพื่อให้มั่นใจในความบริสุทธิ์และคุณภาพของวัสดุรีไซเคิล จำเป็นต้องใช้วิธีการตรวจสอบที่มีความไวสูง วิธีการตรวจสอบทั่วไปได้แก่:

• ICP-MS: ใช้ตรวจสอบธาตุเจือปน เพื่อให้ได้ขีดจำกัดการตรวจจับต่ำและความแม่นยำสูง

• ICP-OES: ใช้ตรวจสอบธาตุหลัก เพื่อให้ LFP (P, Fe) RSD < 0.5% และ Li RSD < 1.0%

สรุป:

กระบวนการรีไซเคิลแบบเปียกสำหรับแบตเตอรี่ LFP ไม่เพียงแต่สามารถกู้คืนโลหะมีค่าได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ยังลดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม มอบประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมอย่างมีนัยสำคัญ ผ่านขั้นตอนต่างๆ เช่น การเตรียมเบื้องต้น การรีไซเคิลแบบเปียก และมาตรการปกป้องสิ่งแวดล้อม การรีไซเคิลทรัพยากรและการพัฒนาสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืนจึงสามารถบรรลุได้

ทีมวิจัยพลังงานใหม่ SMM

Cong Wang 021-51666838

Lingying Zhang 021-51666775

Xiaodan Yu 021-20707870

Rui Ma 021-51595780

Ying Xu 021-51666707

Disheng Feng 021-51666714

Yujun Liu 021-20707895

Yanlin Lü 021-20707875

Xianjue Sun 021-51666757

Chensi Lin 021-51666836

Zhicheng Zhou 021-51666711

He Zhang 021-20707850