Линия по сушке, дроблению и сортировке литиевых батарей (500 кг/час)

Состав оборудования

Общая установленная мощность: 427,79 кВт; Рабочая мощность: 342 кВт·ч.

Персонал: Для обслуживания всей линии потребуется 2–3 рабочих в смену.

Общая компоновка должна соответствовать следующим принципам

1. Соответствие функциональным требованиям, четкое функциональное зонирование. Компоновка должна быть компактной и рациональной, обеспечивать бесперебойность технологического процесса и гармонию с окружающей средой. Технологические потоки должны быть простыми, плавными, исключать пересечения и возвратные движения.

2. Соблюдение норм и правил по противопожарной безопасности, взрывозащите, охране труда и промышленной санитарии.

3. Обеспечение удобства перемещения персонала и транспортировки материалов, создание условий для обслуживания и ремонта оборудования, четкое выделение главных и второстепенных проходов.

4. При многоуровневой компоновке — увязка с общим планом здания с целью минимизации занимаемой площади.

Технические характеристики

Наименование	Модель	Технические характеристики
Питающий конвейер	PD-500×7000	Материал ленты: ПВХ Тип ленты: желобчатая с гофробортом Толщина ленты: 5 мм Скорость транспортировки: 30 м/мин Ширина ленты: 500 мм Эффективная длина транспортировки: 7000 мм Мощность: 1,5 кВт
Двухвальный шредер	SSJ-600	Габаритные размеры: 2180×2000×2400 мм Размеры камеры дробления: 600×500 мм Характеристики ножей: 260×25 мм Материал ножей: 9CRSI Количество зубьев: 22 Количество ножей: 24 Материал вала: 42CRMO (ковка и отпуск) Модель редуктора: JZQ-400 Количество редукторов: 2 Мощность двигателя: 15+15 кВт Количество двигателей: 2
U-образный шнековый конвейер	LS-250×4000	Диаметр спирали: 250 мм Частота вращения: 19 об/мин Длина: 4000 мм Мощность: 3 кВт
Низкотемпературная летучая печь	Φ1000×8000	Режим работы: непрерывный Способ сушки: динамический Габариты барабана: длина трубы печи 8 м, диаметр цилиндра 1 м Установленная мощность: нагревательная мощность 100 кВт Расчетная температура: 150°C (постоянная) Нагревательный элемент: высокотемпературная проволока (0Cr27A17Mo2) Количество зон контроля температуры: 3 зоны в корпусе печи Скорость вращения цилиндра: регулируемая, 0,3–1 об/мин Время сушки материала: регулируемое, 30 мин Максимальное заполнение барабана: 25% Приводная мощность: 7,5 кВт Основная рама: конструкционная сталь
Шнековый конвейер с водяным охлаждением		Диаметр спирали: 250 мм Длина: 4000 мм Мощность: 3 кВт Дополнительные функции: водяное циркуляционное охлаждение
Циклонный пылеуловитель	1300	Диаметр цилиндра: 1300 мм Высота цилиндра: 2600 мм Модель шлюзового затвора: 9L/C Скорость шлюзового затвора: 40 об/мин Мощность шлюзового затвора: 0,75 кВт Частота вращения вентилятора: 2900 об/мин Производительность вентилятора: 2281–2504 м³/ч
Скруббер	Φ1500×3500	Диаметр: 1500 мм Высота: 3500 мм Вход/выход: 400 мм Внутренняя конструкция: 2-уровневая система орошения, 3 слоя фильтрующей загрузки Потери давления: <390–780 Па Рабочая температура: -10°C ~ +120°C Производительность очистки отходящих газов: 10000 м³/ч
Каплеуловитель
Каталитическая камера сжигания	Производительность 10000 м³/ч	Размеры адсорбционной камеры: 1 × 1,5 × 2 м Первичный и вторичный фильтрующие блоки: 1,4 × 1,5 × 1 м Главный вытяжной вентилятор: 15 кВт Каталитическая камера сжигания: 48 кВт Охлаждающий вентилятор: 2,2 кВт Десорбционный вентилятор: 3 кВт Расход углерода: 4,3 м³ (1 м³) Напряжение/Мощность: 380 В Электрический шкаф управления: ПЛК + сенсорный экран Способ комбинации: двухступенчатая адсорбция, одноступенчатая десорбция
Полностью герметичный питающий конвейер	PD-500×5000	Габаритные размеры: 500×5000 мм Ширина ленты: 500 мм Материал ленты: ПВХ Толщина ленты: 5 мм Материал рамы: сталь 45# carbon, C-образный профиль 200 мм, толщина 3 мм Скорость транспортировки: 8 м/мин Усиленные ролики / опорный узел
Дробилка первой стадии	FSJ-600	Габаритные размеры: 2100×1730×2008 мм Внутренние размеры: 600×700 мм Диаметр ротора: 680 мм Частота вращения шпинделя: 1600 об/мин Количество ножей: 40 Материал ножей: 65Mn Толщина ножей: 10 мм Материал шпинделя: 42CrMo Материал сита: износостойкая марганцовистая сталь Толщина сита: 3 мм Диаметр ячеек: 12 мм
Устройство отделения тяжелой фракции	KF-600	Компенсационный вентилятор: 1,5 кВт
Конвейер с магнитной сепарацией	500×3000	Габаритные размеры: 500×3000 мм Материал ленты: резиновая круглая лента Толщина ленты: 6 мм Скорость транспортировки: 30 м/мин Эффективная ширина ленты: 500 мм Диаметр магнитного ролика: 160 мм Диапазон ширины магнитного ролика: 500 мм Мощность: 1,5 кВт
Высоконапорный питающий вентилятор	9-26	Применение: положительное давление подачи Толщина наружного корпуса: 10 мм Толщина рабочего колеса: 8 мм, с внутренним усилением износостойкой стальной пластиной Мощность: 7,5 кВт
Полностью герметичный барабанный грохот	GTS-1540	Диаметр барабана: 1500 мм Длина барабана: 4000 мм Материал сетки: нержавеющая сталь 304 (тканая сетка) Размер ячеек: 100 меш Тип: съемная сетка Конструкция: полностью герметичная со смотровым окном Частота вращения барабана: 17 об/мин Угол наклона барабана: 6° Устройство очистки: импульсное устройство очистки внутри барабанного грохота
Циклонный пылеуловитель	XF-800	Диаметр цилиндра: 800 мм Высота цилиндра: 2000 мм Модель шлюзового затвора: 5L/C Скорость шлюзового затвора: 40 об/мин Мощность шлюзового затвора: 0,75 кВт Частота вращения вентилятора: 2900 об/мин Производительность вентилятора: 4012–7419 м³/ч Полное давление вентилятора: 1320–2014 Па Мощность вентилятора: 5,5 кВт
Устройство отделения тяжелой фракции	KF-600	Функция: отделение тяжелых материалов (алюминиевый корпус, железный корпус, электродный столб)
Воздушный сепаратор	FXJ-2600-2	Модель питающего циклона: 800×2000 мм Мощность вентилятора: 3 кВт Устройство воздушного затвора: 16 л Мощность устройства воздушного затвора: 1,5 кВт Количество питающих циклонов: 2 Модель циклона для извлечения мембраны: 800×2000 мм Мощность вентилятора: 3 кВт Устройство воздушного затвора: 16 л Мощность устройства воздушного затвора: 1,5 кВт Количество циклонов для извлечения мембраны: 2 Количество Z-образных воздушных сепараторов: 3 шт.
Линейный грохот	ZXS-0815	Размер сита: 800×1500 мм Количество слоев: 1 Мощность двигателя: 0,37×2 кВт
Полностью герметичный конвейер	PD-500×5000	Габаритные размеры: 500×5000 мм Ширина ленты: 500 мм Материал ленты: ПВХ Толщина ленты: 5 мм Материал рамы: сталь 45# carbon, C-образный профиль 200 мм, толщина 3 мм Скорость транспортировки: 8 м/мин Усиленные ролики / опорный узел
Верхний железоотделитель	RCDD-500	Применимая ширина ленты: 500 мм Номинальная высота подвеса: 200 мм Напряженность магнитного поля: 90 мТл Мощность привода: 1,5 кВт
Дробилка второй стадии	FSJ-600	Габаритные размеры: 2100×1730×2008 мм Внутренние размеры: 600×700 мм Диаметр ротора: 680 мм Частота вращения шпинделя: 1600 об/мин Количество ножей: 40 Материал ножей: 65Mn Толщина ножей: 10 мм Материал шпинделя: 42CrMo Материал сита: износостойкая марганцовистая сталь Толщина сита: 3 мм Диаметр ячеек: 6 мм
Циклонное питающее устройство	XF-600	Диаметр цилиндра: 600 мм Высота цилиндра: 1600 мм Модель шлюзового затвора: 6L/C Скорость шлюзового затвора: 40 об/мин Мощность шлюзового затвора: 0,75 кВт Частота вращения вентилятора: 2900 об/мин Производительность вентилятора: 2664–5268 м³/ч Полное давление вентилятора: 1578–989 Па Мощность вентилятора: 3 кВт
Ротационный вибрационный грохот	XZS-1200-2S	Диаметр сита: 1200 мм Площадь просеивания: 1,0 м² Размер ячеек: 2–500 меш Крупность питания: ≤30 мм Частота вибрации: 1500 об/мин Эффективный диаметр сита: 1130 мм Количество слоев: 2 Мощность: 1,5 кВт
Высокоскоростная мельница	YMJ-600	Производительность: 200–300 кг/ч Диаметр ножевой головки: 600 мм Количество ножей: 28 Способ охлаждения: воздушное / водяное Частота вращения шпинделя: 3800 об/мин Тонкость помола: 10–150 меш Мощность: 45 кВт Напряжение: 380 В / 60 Гц
Циклонное питающее устройство	XF-600	Диаметр цилиндра: 600 мм Высота цилиндра: 1600 мм Модель шлюзового затвора: 6L/C Скорость шлюзового затвора: 40 об/мин Мощность шлюзового затвора: 1,1 кВт Частота вращения вентилятора: 2900 об/мин Производительность вентилятора: 2664–5268 м³/ч Полное давление вентилятора: 1578–989 Па Мощность вентилятора: 3 кВт
Ротационный вибрационный грохот	XZS-1000-3S	Диаметр сита: 1000 мм Площадь просеивания: 0,67 м² Размер ячеек: 2–500 меш Крупность питания: ≤20 мм Частота вибрации: 1500 об/мин Эффективный диаметр сита: 930 мм Количество слоев: 3 Мощность: 1,1 кВт
Циклонное питающее устройство	XF-600	Диаметр цилиндра: 600 мм Высота цилиндра: 2000 мм Модель шлюзового затвора: 5L/C Скорость шлюзового затвора: 40 об/мин Мощность шлюзового затвора: 1,1 кВт Частота вращения вентилятора: 2900 об/мин Производительность вентилятора: 2281–2504 м³/ч Полное давление вентилятора: 4297–4112 Па Мощность вентилятора: 3 кВт
Сепаратор по удельной плотности	BZS-600	Габаритные размеры: 600×1250×1650 мм Воздушный поток: 805–1677 м³/мин Частота вибрации: 15–200 мкм Мощность: 3 кВт + 2,2 кВт
Импульсный рукавный фильтр	MC-200	Обрабатываемый объем воздуха: 12000–18000 м³/ч Скорость фильтрации: 1–1,5 м/мин Площадь фильтрации: 200 м² Количество фильтровальных рукавов: 200 Количество импульсных клапанов: 20 Сопротивление пылеуловителя: ≤1200 Па Рабочее давление: 5000 Па Импульсное давление: 0,5–0,7 Па Расход воздуха: 0,75 м³/мин Мощность: 30 кВт
Импульсный пылесборник	MC-16	Вентилятор: 1500 м³/ч Общая площадь фильтрации: 13 м² Скорость фильтрации: 0,9–1,5 м/мин Количество фильтровальных рукавов: 16 Количество импульсных клапанов: 2 Концентрация выбросов на выходе: 30 мг/Нм³ Мощность: 3 кВт
Платформа + трубопроводы		Платформа и рама: профильная труба 100 мм Опоры платформы: профильная труба 100 мм Толщина труб: 5 мм
Система управления		Централизованное управление производственными линиями

Предпосылки проекта

Заказчик осуществляет переработку материалов литий-ионных аккумуляторных элементов. Внутренние компоненты отработанных тяговых аккумуляторов, такие как электродные активные материалы, токосъемники и корпуса аккумуляторов, подвергаются ряду процессов, включая дробление, грохочение, магнитную сепарацию, воздушную сепарацию, измельчение и сепарацию по удельной плотности, с целью получения ценных продуктов, которые затем направляются на последующий этап переработки.

Информация о сырье

Цилиндрические литий-ионные аккумуляторы, призматические литий-ионные аккумуляторы, литий-ионные аккумуляторы в пакетном исполнении, полимерные литий-ионные аккумуляторы, положительные и отрицательные электродные пластины, а также другие материалы аккумуляторных элементов.

(Примечание 1: Исходным материалом является материал литий-ионного аккумуляторного элемента.)

Данная производственная линия рассчитана на переработку 500 кг литий-ионного аккумуляторного материала в час.

Технологический процесс и компоновка

Описание технологического процесса

Разряд – солевой раствор

Отработанные литий-ионные аккумуляторы выдерживаются в емкости, заполненной раствором хлорида натрия (концентрация 5–10%), в течение 48 часов для замыкания положительных и отрицательных клемм аккумуляторов, что обеспечивает полную разрядку и снятие остаточного заряда отработанных батарей.

Предварительное дробление – шредер

Отработанные литий-ионные аккумуляторы подаются в шредер, где они измельчаются до размера около 25 мм для обеспечения дальнейшей обработки на следующем этапе.

Низкотемпературная сушка + очистка дымовых газов – низкотемпературная сушилка + импульсный пылесборник + скруббер + каплеуловитель + каталитическое сжигание

Предварительно измельченные литий-ионные аккумуляторы поступают в низкотемпературную летучую печь, где нагреваются до 150°C для дегидратации и сушки материала с целью дальнейшей переработки. Органические отходящие газы, образующиеся в процессе сушки, обрабатываются системой очистки дымовых газов для обеспечения соответствия нормам выбросов.

Обеспыливание и грохочение

Дробилка первой стадии

Ротор приводит во вращение молотковые ножи с высокой скоростью, которые наносят удары, режут, производят контрудар, сталкивают и истирают материал, обеспечивая его дальнейшее дробление и обеспыливание. Степень обеспыливания черного порошка на данном этапе составляет около 60%.

Устройство отделения тяжелой фракции

Материал диспергируется с помощью аэродинамики, после чего отделяется тяжелая фракция (железный корпус, алюминиевый корпус). Легкая фракция (электродные пластины, сепаратор) подается материалодувкой в барабанный грохот, а тяжелая фракция направляется непосредственно с выхода для тяжелых материалов на магнитный сепаратор, что позволяет реализовать разделение легкой и тяжелой фракций, а также разделение железа и алюминия.

Полностью герметичный барабанный грохот

Материал, измельченный дробилкой первой стадии, подается в полностью герметичный барабанный грохот, где он переворачивается и перекатывается. Кондиционный материал (черный порошок) выгружается через отверстия сита. На данном этапе степень извлечения аккумуляторного порошка составляет приблизительно 60%.

Барабанный магнитный сепаратор

Железный корпус и никель отделяются от материала, находящегося на сите полностью герметичного барабанного грохота, с помощью магнитного притяжения.

Воздушный сепаратор

Материал диспергируется с использованием аэродинамики, после чего отделяется тяжелая фракция. Легкая фракция (сепаратор) направляется циклонным пылеуловителем в разгрузочный бункер, в то время как тяжелая фракция отправляется непосредственно с выхода для тяжелых материалов на сортировочное оборудование, обеспечивая тем самым разделение легкой и тяжелой фракций. В этом процессе степень извлечения сепаратора составляет приблизительно 99%.

Верхний железоотделитель

За счет вторичного магнитного притяжения осуществляется повторное отделение железного корпуса и никеля из материала, достигая полного отделения магнитных металлов.

Дробилка второй стадии

Ротор приводит во вращение молотковые ножи с высокой скоростью, которые наносят удары, режут, производят контрудар, сталкивают и истирают материал, обеспечивая его дальнейшее дробление и обеспыливание. Степень обеспыливания черного порошка на данном этапе составляет около 35%.

Вибрационный грохот

Материал, измельченный высокоскоростной вихревой дробилкой, поступает на вибрационный грохот, где под действием вибрации кондиционный материал (аккумуляторный порошок) проходит через отверстия сита и выгружается. На данном этапе степень извлечения аккумуляторного порошка может достигать приблизительно 90–95%.

Высокоскоростная мельница

Ножевая головка приводит неподвижный нож во взаимодействие с футеровочной плитой, обеспечивая дробление, разминание и измельчение материала (главным образом меди и алюминия) до однородных гранул, которые затем подвергаются дальнейшему дроблению и обеспыливанию. Степень обеспыливания черного порошка на этом этапе составляет около 99%.

Вибрационный грохот

Материал, измельченный высокоскоростной вихревой дробилкой, поступает на вибрационный грохот, где под действием вибрации кондиционный материал (аккумуляторный порошок) проходит через отверстия сита и выгружается. На данном этапе степень извлечения аккумуляторного порошка может достигать приблизительно 99%.

Сепаратор по удельной плотности

Благодаря использованию совместного воздействия воздушного потока и вибрационного трения на материалы более тяжелые материалы (частицы меди) оседают на дне и поднимаются вверх за счет вибрационного трения поверхности сита, в то время как более легкие материалы (частицы алюминия) остаются во взвешенном состоянии на поверхности слоя материала и стекают вниз под действием воздушного потока, что позволяет достичь разделения по удельной плотности. В этом процессе степень извлечения меди и алюминия составляет приблизительно 99%.