Upstream: Vom Abbau der Rohstoffe bis zur Verarbeitung zu Lithiumverbindungen
Vorgelagerte Prozesse der Batterie-Produktion
Der vorgelagerte Teil der Gewinnung und Reinigung von Lithium in Batteriequalität spielt eine entscheidende Rolle für die Gesamtqualität und Nachhaltigkeit von Elektroauto-Batterien. Er umfasst die ersten Stufen der Herstellung von Lithium-Batterien, einschließlich der Gewinnung von Lithium aus dem Spodumen-Erz und dessen Verarbeitung zu Lithium-Hydroxid für die Herstellung von Elektrofahrzeug-Batterien.
In dieser Übersicht werden die verschiedenen vorgelagerten Prozesse benannt und aufgezeigt, welche Pumpen in den Anwendungen eingesetzt werden können.
Anwendungen
1. Wasseraufbereitung – Dosierung von Flockungsmitteln und Kalk sowie pH-Korrektur
Der Schutz des Wassers ist für die Erhaltung der Umwelt von entscheidender Bedeutung, und um dies zu erreichen, wird das Wasser in den Prozessanlagen recycelt und wiederverwendet. Aufgrund des hohen Säuregehalts des Wassers ist eine pH-Korrektur bei der Herstellung von Lithiumhydroxid unerlässlich. Der erste Schritt im Wasserrecyclingprozess ist die Kalkdosierung, da sie die Korrosion verringert und die Effizienz der Flockung verbessert. Schlauchpumpen sind den Exzenterschneckenpumpen in Bezug auf den Schutz des Polymers während des Pumpvorgangs überlegen und können zu Kosteneinsparungen von bis zu 50 % für Flockungsmittel führen. Die schonende Pumpbewegung von Schlauchpumpen verbessert die Flockungseffizienz und schützt die Pumpe vor abrasiven Schäden.
2. Flotation – Dosierung der Reagenzien
Das Flotationsverfahren umfasst die Erzeugung von Luft zur Schaumbildung und die Trennung der Partikel von der Flüssigkeit unter Verwendung verschiedener Reagenzien und Säuren. Die Verderflex Dura Schlauchpumpe ist ideal für den Flotationsprozess und die dafür erforderliche genaue Dosierung von Flotationsreagenzien geeignet. Der verstärkte Schlauch der Pumpe hält hohen Temperaturen und Geschwindigkeiten stand und ist Membranpumpen in Bezug auf die Chemikalienbeständigkeit überlegen. Außerdem ist die Schlauchpumpentechnologie ideal für die Dosierung kleinerer Mengen und einer präzisen Dosierungsgenauigkeit von 2 bis 3 %. Schlauchpumpen werden aufgrund ihrer Verdrängerwirkung, ihres nahezu perfekten volumetrischen Wirkungsgrads und ihrer Fähigkeit, abrasive und korrosive Flüssigkeiten zu fördern, die häufig bei der Dosierung von Reagenzien und Säuren verwendet werden, bevorzugt.
3. Dosierstation zur Nachdosierung von Reagenzien
Die Dura-Schlauchpumpen haben einen hohen volumetrischen Wirkungsgrad, der dazu beiträgt, die Dosiergenauigkeit im Flotationsprozess zu erhalten. Ihr verstärkter Schlauch bleibt auch bei hohen Pumpgeschwindigkeiten und Temperaturen stabil und ist im Vergleich zu Membranpumpen in seiner Chemikalienbeständigkeit überlegen. Die Verderflex-Schlauchpumpentechnologie wird für die Dosierung kleinerer Mengen mit einer Genauigkeit von 2 bis 3 % während der Schlauchlebensdauer verwendet. Schlauchpumpen haben eine Verdrängerwirkung, einen nahezu perfekten volumetrischen Wirkungsgrad und können abrasive und korrosive Flüssigkeiten fördern, was sie zur bevorzugten Pumpentechnologie gegenüber Membran- oder Magnetdosierpumpen macht, insbesondere bei der Dosierung von Reagenzien und Säuren.
4. Eindicker für den Unterlauf
Der Eindicker im Unterlauf des Konzentrats dickt den Schlamm zu einem Konzentrat ein, das zur Entwässerung in eine Filterpresse geleitet werden kann. Ein höherer Feststoffgehalt in der Aufschlämmung führt dazu, dass weniger Wasser für die Entwässerung und das Recycling benötigt wird. Schlauchpumpen sind Kreiselpumpen vorzuziehen, da sie Schlämme mit hoher Feststoffdichte fördern und die Feststoffe bei niedriger Ablagerungsgeschwindigkeit in der Suspension halten können. Kreiselpumpen können in dieser Anwendung keine Gleitringdichtungen verwenden und erfordern kostspielige und häufige Reparaturen. Schlauchpumpen sind daher aufgrund ihrer geringeren Betriebskosten, der extremen Investitions- und Wartungskosten von Membranpumpen und ihrer Fähigkeit, den Systemdruck zu regulieren, die bessere Wahl.
5. Dosierstation für Flockungsmittel
Peristaltische Pumpen arbeiten mit einer sanften Pumpbewegung, die die Flockungseffizienz verbessert und das Polymer während des Pumpvorgangs schützt, sodass nur 1 % Schaden bzw. Verlust entstehen. Die Hersteller von Flockungsmitteln empfehlen die Verwendung einer Verdrängerpumpe: Kundenberichte belegen Kosteneinsparungen von bis zu 50 % bei der Verwendung einer Schlauchpumpe. Eine Überflockung kann zu Klumpen ("Fischaugen") in der Aufschlämmung führen, die die Pumpe beschädigen können. Eine Schlauchpumpe ist jedoch in Bezug auf die Präzision besser geeignet, um die richtige Flockungsdosierung beizubehalten und dicke Feststoffe im Falle einer Überflockung zu fördern.
6. Filterpresse
Verderflex-Schlauchpumpen verbessern die Zykluszeit von Filterpressen, indem sie hochkonzentrierte Schlämme aus dem Eindicker befördern. Ihre lineare Leistung ist herkömmlichen Kreisel- oder Exzenterschneckenpumpen überlegen. Die schrittweise Verringerung der Pumpendrehzahl/des Förderstroms, wenn die Filterpresse Druck aufbaut, verbessert die Zykluszeit und ermöglicht eine höhere Produktion. Verderair-Membranpumpen sind für einen konstanten, nicht stockenden Betrieb ausgelegt und regulieren sich selbst, wenn sich der Druck in der Kammer aufbaut. Wenn der Druck im Tank nachlässt, entlastet sich die Pumpe selbst und kehrt zu ihrer ursprünglichen Durchflussrate zurück.
7. Röstung – Transfer von Konzentrat
Beim Rösten handelt es sich in der Regel um eine Kombination aus Fördern und seltenem Pumpen aufgrund der extrem hohen Temperaturen, die ein Pumpen nicht immer möglich machen. Im Falle eines Pumpvorgangs sind Schlauchpumpen in der Lage, den Transfer des Schlamms mit denselben Bedingungen zu ermöglichen, wie sie während des Eindickungs- und Filterpressvorgangs herrschen. Bei diesem Verfahren ist jedoch Vorsicht geboten, da das Säurekonzentrat und die Temperatur mit der Belastbarkeit der Schläuche abgestimmt werden muss.
8. Saure Auslaugung und Kristallisierung – Dosierung und Transfer
Die Schlammbehandlung mit hochkonzentrierter, hochtemperaturbeständiger Schwefelsäure schränkt die Pumpenauswahl im Prozess ein, denn die Verwendung von Schlauchpumpen hängt von den Eigenschaften der Schwefelsäure ab. Die Verder e-PURE PTFE-Pumpe ist aufgrund ihrer Chemikalienbeständigkeit, der Fähigkeit zur Förderung von Feststoffen und der Verwendung von Strom anstelle von Druckluft die beliebteste Pumpenwahl. Zudem sind die Betriebskosten der Verderair e-PURE-Pumpe niedriger als die Wartungskosten für teure Kompressor- und Druckluftversorgungssysteme.
9. Dosierstation für Schwefelsäuredosierung
Die Schlammbehandlung mit hochkonzentrierter, hochtemperaturbeständiger Schwefelsäure begrenzt die Pumpenauswahl im Prozess. Abhängig von den Eigenschaften von Schwefelsäure kann die Verwendung von Schlauchpumpen eingeschränkt sein. Die Verderair e-PURE PTFE-Pumpe ist aufgrund ihrer Chemikalienbeständigkeit, der Fähigkeit zur Förderung von Feststoffen und der Verwendung von Strom anstelle von Druckluft die beliebteste Pumpenlösung.
10. Säureentleerung und Transfer zu Dosierstationen
Das Umfüllen/Abladen von Säuren umfasst große Mengen und erfolgt in der Regel mit einer Membranpumpe oder einer Magnetkupplungspumpe. Säuren müssen sorgfältig gehandhabt werden, da sie im Falle von Lecks aus Systemen oder Pumpen austreten und so die Umwelt und Mitarbeiter schädigen können. Membranpumpen und Magnetkupplungspumpen sind vorteilhaft, da sie keine Dichtungen verwenden und die Möglichkeit bieten, Leckage-Erkennungssysteme zu installieren, was ihren Einsatz sicherer macht.
11. Abwasseraufbereitung – Reinigung und Wiederverwertung
Der Schutz des Wassers ist für die Erhaltung der Umwelt von entscheidender Bedeutung, und um dies zu erreichen, wird das Wasser in den Prozessanlagen recycelt und wiederverwendet. Die Regulierung des pH-Werts ist bei der Herstellung von Lithiumhydroxid aufgrund seines stark sauren Charakters unerlässlich. Dabei ist die Kalkdosierung der erste Schritt im Wasserrecyclingprozess, da sie die Korrosion verringert und die Flockungseffizienz erhöht. Peristaltische Pumpen sind Exzenterschneckenpumpen in Bezug auf den Schutz des Polymers während des Pumpvorgangs überlegen und können zu Kosteneinsparungen von bis zu 50 % für Flockungsmittel beitragen. Die schonende Pumpbewegung von Schlauchpumpen verbessert die Flockungseffizienz und schützt die Pumpe vor abrasiven Schäden.
12. Überlauf bei Tankwalls – Entwässerung
Membranpumpen sind aufgrund ihrer Kosteneffizienz und Popularität die bevorzugte Technologie zum Entleeren von Sammelbecken, die Wasser durch Leckagen, Wartungsarbeiten oder Regenwasser angesammelt haben. Ihre Fähigkeit, negative NPSH-Werte zu bewältigen, zusammen mit ihren geringen Anschaffungs- (CAPEX) und Betriebskosten (OPEX), macht sie zur bevorzugten Wahl im Vergleich zu teureren, mit Gummi ausgekleideten vertikalen Schraubenspindelpumpen mit Gegenhebel.