저온 휘발 장비는 일반적으로 진공 또는 불활성 가스 분위기를 활용하여 엄격하게 제어된 환경 내에서 분쇄된 배터리 재료를 약 120°C로 가열하여 작동합니다. 이 열처리는 휘발성 구성 요소, 특히 유기 용매 및 육불화인산리튬의 상 변화를 유발하여 액체 또는 고체 잔류물에서 기체로 전환시킵니다. 이러한 증기를 분리한 후 응축함으로써 시스템은 열야금술의 극한 열을 필요로 하지 않고 고체 활성 재료에서 효과적으로 전해질을 제거합니다.
저온 휘발은 위험한 전해질 회수를 금속 재활용과 분리하는 중요한 정제 단계 역할을 합니다. 이러한 잔류물을 조기에 제거함으로써 공정은 오염을 방지하고 후속 습식 제련 작업의 효율성을 크게 향상시킵니다.
분리 메커니즘
열 임계값
이 장비는 약 120°C의 정밀한 열 설정점에서 작동합니다. 이 온도는 배터리 전해질에서 발견되는 특정 휘발성 화합물의 끓는점 및 분해 온도를 대상으로 하도록 신중하게 선택됩니다.
제어된 분위기
효율적인 기화를 촉진하고 원치 않는 연소를 방지하기 위해 공정은 진공 또는 불활성 가스 조건에서 수행됩니다. 진공 환경은 용매의 끓는점을 낮추어 더 적은 에너지로 기화되도록 하고, 불활성 가스는 노출된 금속 구성 요소의 산화를 방지합니다.
재료 회수 공정
휘발성 물질의 기화
분쇄된 재료가 목표 온도에 도달하면 육불화인산리튬 및 다양한 유기 용매를 포함한 전해질 구성 요소가 기체 상태로 전환됩니다. 이는 양극 및 음극 재료 표면에서 효과적으로 분리합니다.
응축 및 포집
기화된 전해질은 고체 재료 흐름에서 멀리 끌어옵니다. 그런 다음 이러한 증기는 냉각 시스템을 통해 전달되어 액체로 다시 응축되어 안전하게 수집되고 잠재적으로 회수됩니다.
다운스트림 처리에 미치는 영향
표면 잔류물 제거
이 장비의 주요 기능은 활성 재료의 표면을 청소하는 것입니다. 끈적하고 전도성이 있는 전해질 잔류물을 제거하면 재활용 라인의 후속 기계적 분리 또는 화학적 침출 공정을 방해하는 것을 방지합니다.
습식 제련 개선
습식 제련 단계에 더 깨끗한 공급 원료를 제공함으로써 장비는 전체 공정 효율성을 향상시킵니다. 방해하는 유기 용매의 부재는 더 정확한 화학 반응과 코발트 및 니켈과 같은 귀금속의 더 높은 회수율을 가능하게 합니다.
한계 이해
제거의 특이성
이 장비는 휘발성 구성 요소만을 위해 설계되었습니다. 양극 금속을 음극 흑연 또는 집전체에서 분리하지는 않습니다. 단지 이러한 후속 분리 단계를 위한 혼합물을 준비할 뿐입니다.
공급 품질에 대한 의존성
휘발 효율성은 재료가 먼저 제대로 분쇄되었는지에 따라 달라집니다. 배터리 재료의 크기가 충분히 줄어들지 않으면 열 전달이 고르지 않아 재료 덩어리 깊숙이 전해질이 불완전하게 제거될 수 있습니다.
재활용 워크플로우 최적화
이 장비가 프로세스에 어떻게 적합한지 결정하려면 특정 회수 목표를 고려하십시오.
- 안전 및 환경 규정 준수가 주요 초점이라면: 이 단계는 위험한 육불화인산리튬 및 용매가 배출되거나 후속 산 침출에서 안전 위험을 초래하기 전에 포집하는 데 필수적입니다.
- 습식 제련 수율이 주요 초점이라면: 이 장비를 사용하면 흑색 물질 공급 원료의 순도를 극대화하여 유기 오염이 화학 회로의 효율성을 저하시키는 것을 방지할 수 있습니다.
효과적인 전해질 제거는 현대 배터리 재활용에서 고순도 금속 회수로 가는 관문 역할을 합니다.
요약표:
| 공정 구성 요소 | 기능적 역할 | 주요 이점 |
|---|---|---|
| 열 설정점 | 약 120°C에서 작동 | 휘발성 물질의 특정 끓는점 목표 |
| 제어된 분위기 | 진공 또는 불활성 가스 | 끓는점 낮추고 산화 방지 |
| 상 변화 | 전해질 기화 | 활성 고체에서 위험한 잔류물 분리 |
| 응축 | 증기 포집 및 냉각 | 용매의 안전한 수집 및 회수 가능 |
| 표면 청소 | 잔류물 제거 | 습식 제련 방해 방지 |
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시각적 가이드
참고문헌
- Muammer Kaya, Hossein Delavandani. State-of-the-Art Lithium-Ion Battery Pretreatment Methods for the Recovery of Critical Metals. DOI: 10.3390/min15050546
이 문서는 다음의 기술 정보도 기반으로 합니다 Kintek Furnace 지식 베이스 .
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