폐 리튬 이온 배터리 재활용에서 수직 통합된 건조로는 기계적 분쇄와 물질 회수 사이의 중요한 전환점 역할을 합니다. 주요 기능은 중력을 통해 물질 흐름을 자동화하고, 불활성 환경에서 휘발성 전해질 용매와 수분을 제거하며, 안전한 후속 처리를 위해 "흑색 물질"을 화학적으로 안정화하는 것입니다.
분쇄기 바로 아래에 건조로를 수직으로 통합하면 밀폐된 산소 없는 열처리 구역이 생성됩니다. 300°C에서 휘발성 탄산염과 수분을 제거함으로써 시스템은 위험한 분쇄된 파편을 금속 추출 준비가 된 안정적이고 취급 가능한 물질로 변환합니다.
수직 통합 및 중력 공급의 역할
물질 흐름 간소화
수직 설치는 자동 중력 공급을 가능하게 하여 분쇄된 물질이 건조로로 직접 떨어지도록 합니다. 이는 원료 배터리 스크랩을 처리할 때 마모와 막힘이 발생하기 쉬운 복잡한 기계식 컨베이어의 필요성을 없애줍니다.
대기 무결성 유지
건조로를 분쇄기 바로 아래에 배치하면 연속적이고 밀폐된 수직 기둥이 생성됩니다. 이 구성은 주변 공기 노출을 방지하여 전환 과정 전반에 걸쳐 물질이 산소와 습기로부터 격리되도록 보장하는 데 필수적입니다.
열처리 및 화학적 변환
전해질 용매의 휘발
약 300°C에서 작동하는 건조로는 가열 요소를 사용하여 전해질의 액체 성분을 표적으로 합니다. 이 온도는 탄산염 용매를 휘발시켜 기체 상태로 변환하여 제어된 제거 또는 회수를 가능하게 하기에 충분합니다.
잔류 수분 제거
열 환경은 분쇄된 배터리 셀 내부에 갇힌 잔류 수분을 효과적으로 제거합니다. 물을 제거하는 것은 후반 단계에서 불산과 같은 위험한 화학 부산물의 형성을 방지하는 중요한 안전 단계입니다.
아르곤 환경 활용
건조로는 아르곤 환경 내에서 작동하여 완전한 불활성을 유지합니다. 이는 뜨거운 분쇄된 물질이 산소와 반응하여 열폭주 또는 귀중한 금속의 분해를 일으키는 것을 방지합니다.
회수를 위한 물질 준비
화학적 안정성 달성
이 공정의 주요 산출물은 화학적으로 안정된 흑색 물질입니다. 반응성 액체와 수분을 제거함으로써 건조로는 화재 또는 독성 가스 방출 위험 없이 물질을 안전하게 취급하고 저장할 수 있도록 보장합니다.
후속 분류 개선
건조되고 안정화된 물질은 습하고 용매에 젖은 스크랩보다 처리하기가 훨씬 쉽습니다. 이러한 열처리는 후속 미세 분류를 용이하게 하여 최종 금속 회수 단계에서 더 높은 순도를 가능하게 합니다.
절충안 이해
운영 민감도
300°C는 건조에 효과적이지만 정밀한 온도 제어가 필요합니다. 온도가 변동하면 용매가 불완전하게 제거되거나, 반대로 플라스틱 분리기가 녹아 건조로가 막히는 위험이 있습니다.
유지 보수 및 밀봉
분쇄기와 건조로 사이의 수직 인터페이스는 아르곤 블랭킷을 유지하기 위해 완벽하게 밀폐되어야 합니다. 밀봉 실패는 아르곤 손실과 산소 유입을 초래하여 안전과 재료 품질을 모두 저해할 수 있습니다.
프로젝트에 적용하는 방법
배터리 재활용 라인에 열처리를 통합할 때 다음 우선 순위를 고려하십시오.
- 공정 안전이 주요 초점이라면: 용매 점화를 방지하기 위해 아르곤 공급 시스템이 이중화되고 수직 밀봉의 압력 강하를 모니터링하는지 확인하십시오.
- 고순도 회수가 주요 초점이라면: 물질이 분류 단계에 도달하기 전에 탄산염이 100% 휘발되도록 건조로 내 체류 시간에 집중하십시오.
- 운영 효율성이 주요 초점이라면: 물질이 걸리는 것을 방지하고 분쇄기에서 일관된 유량률을 보장하기 위해 수직 낙하 높이를 최적화하십시오.
적절하게 통합된 수직 건조로는 안전하고 효율적이며 수익성 있는 리튬 이온 배터리 재활용 운영의 핵심입니다.
요약표:
| 특징 | 기능 및 이점 |
|---|---|
| 수직 통합 | 중력을 사용하여 자동 공급; 복잡하고 마모가 심한 컨베이어 제거. |
| 300°C 열 구역 | 분쇄된 스크랩에서 탄산염 용매를 휘발시키고 잔류 수분 제거. |
| 아르곤 환경 | 열폭주 및 화학적 분해 방지를 위한 불활성 분위기 제공. |
| 물질 출력 | 고순도 금속 회수를 위한 화학적으로 안정된 '흑색 물질' 생산. |
| 대기 밀봉 | 산소 유입 방지, 공정 안전 및 재료 무결성 보장. |
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참고문헌
- Sung-Hoon Jung, Jei‐Pil Wang. Development of a discharge-free pre-treatment device for spent lithium-ion batteries under an inert atmosphere. DOI: 10.53894/ijirss.v8i9.10684
이 문서는 다음의 기술 정보도 기반으로 합니다 Kintek Furnace 지식 베이스 .
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