Downstream - používanie batérie a recyklácia batérie
Svetový trh s batériami zažíva rýchly rast, ktorý je spôsobený rastúcim dopytom po lítiových batériách. Tento prudký nárast je spôsobený najmä rastom počtu elektrických vozidiel (EV), systémov na skladovanie energie z obnoviteľných zdrojov a spotrebnej elektroniky. Súčasná ponuka lítium-iónových batérií sa však snaží držať krok s týmto rastúcim dopytom, čo vytvára významné príležitosti a výzvy pre spoločnosti vyrábajúce batérie.
Tlak na odklon od lineárnych hodnotových reťazcov si pod vplyvom prísnych environmentálnych požiadaviek a extrémne konkurenčného trhu vyžaduje, aby výrobcovia recyklovali a opätovne používali batérie.
Hlavné environmentálne ciele recyklácie si vyžadujú:
- Zlepšenie riadenia po skončení životnosti predchádzaním vzniku odpadu
- Optimalizovať recyklačné linky zhodnocovaním minerálov zo všetkých technológií batérií
- Úplné zhodnotenie materiálov vysokej čistoty s cieľom znížiť vplyv na životné prostredie
- Opätovné použitie minerálov z batérií pre nové batérie
- opätovné využitie lítiových materiálov v rôznych priemyselných odvetviach.
Predpokladá sa, že do roku 2030 recyklátori a výrobcovia získajú z vyradených batérií viac ako 125 000 tisíc ton lítia, 35 000 ton kobaltu a viac ako 86 000 ton niklu (aby sme vymenovali len niekoľko kovov z batérií), pričom sa očakáva, že celkové zhodnotenie minerálov z batérií dosiahne až 1 milión ton.
Výroba batérií je veľmi zložitá
Návrh a montáž
Batérie sú zvarené alebo zlepené dohromady, čo sťažuje výmenu jednotlivých komponentov a v prípade poruchy komponentu je potrebné celú batériu zlikvidovať, pričom často zostáva viac ako 80 % jej potenciálnej životnosti.
Energeticky náročné procesy
Recyklácia batérií je energeticky náročná, čo si vyžaduje dôkladné zváženie metód recyklácie vo fáze návrhu batérií pre elektrické vozidlá. Je pozoruhodné, že 80 % vplyvu výrobku na životné prostredie sa určuje vo fáze jeho návrhu.
Recyklácia batérií
Nízka miera recyklácie
V súčasnosti sa recykluje len 5 % lítiových batérií, zlepšenia procesov a zdokonalené metódy zhodnocovania poháňajú veľké investície do technológií a infraštruktúry na zhodnocovanie a recykláciu batérií.
Rozsah recyklácie
Recyklácia batérií sa neobmedzuje len na elektrické vozidlá, ale zahŕňa všetky zariadenia obsahujúce batérie, ako sú napríklad notebooky, elektrické náradie, solárne úložiská a kardiostimulátory.
Procesy recyklácie batérií
V priemernom recyklačnom závode sa časti rozdrvia na prášok, ktorý sa buď roztaví (pyrometalurgia), alebo rozpustí v kyseline (hydrometalurgia).
Po mletí sa prášok vypustí do vody, aby sa oddelili plasty a nekovové zložky, prášková suspenzia sa odvodní cez filtračný lis v rámci prípravy na ďalšiu fázu.
Hydrometalurgické
Hydrometalurgické získavanie je veľmi podobné postupu extrakcie lítia, o ktorom sa hovorí v predchádzajúcom procese výroby hydroxidu lítneho s kvalitou pre batérie. Suspenzia prechádza rozsiahlym procesom chemického lúhovania, pričom kombinácia kyselín odstraňuje odpad/zvyšky na zriedenie batériovej minerálnej suspenzie na tekutý kov.
Chemické lúhovanie
Chemické lúhovanie sa dosahuje vystavením kalu postupnému procesu pridaním kombinácie kyselín vrátane kyseliny sírovej (H2SO4), kyseliny chlorovodíkovej (HCL), hydroxidu sodného a hydroxidu vápenatého (Ca(OH)2) s niektorými koncentráciami 20 % až 30 % a teplotami až do 50 °C.
Proces flotácie na extrakciu kovov
Účel
Každá bunka obsahuje špecifickú kombináciu kyselín a činidiel na úpravu úrovne pH s cieľom uľahčiť separáciu sledovaných kovov.
Reagenty
Dávkovanie činidiel iniciuje chemickú separáciu a zameriava sa na prvky ako železo, meď, hliník, mangán, kobalt, nikel, lítium a zlato.
Flokulácia a zahusťovanie
Flokulácia iniciuje jemnú kovovú suspenziu, aby sa oddelila od vody a zlúčila sa do väčších zhlukov, aby sa vytvorila koncentrovaná suspenzia s vysokou hustotou.
Kryštalizácia
Príslušná úprava kovov iniciuje kašu za vzniku kryštálov do konečnej triedy vyčistenej batérie ako suroviny, ktorá sa má opätovne použiť pri výrobe batérií.
Záver
Pokroky v recyklácii batérií zintenzívnili dopyt po presnej a efektívnej ťažbe drahých kovov z batérií. Tento zložitý proces zahŕňa manipuláciu s vysoko korozívnymi chemikáliami a vysoko abrazívnymi kovovými kalmi, čo si vyžaduje použitie robustných a spoľahlivých čerpacích technológií. Proces recyklácie zahŕňa extrémne korozívne kyslé a abrazívne kvapaliny, ktoré si vyžadujú čerpadlá, ktoré sú vysoko odolné voči chemickému poškodeniu, pričom si vyžadujú odolné komponenty čerpadla, ktoré vydržia abrazívne opotrebovanie. Dôležitosť bezpečnosti nemožno preceňovať, pretože minimalizáciou rizika únikov a emisií čerpadlá Verder prispievajú k bezpečnejšiemu pracovnému prostrediu a zníženiu vplyvu na životné prostredie. Úspech čerpacích technológií spoločnosti Verder spočíva v našom záväzku umožniť pokrok pre našich zákazníkov. Poskytovaním vysokokvalitných, skonštruovaných a spoľahlivých čerpacích riešení umožňuje spoločnosť Verder zákazníkom sústrediť sa na svoju hlavnú činnosť s dôverou v vedomie, že o čerpacie potreby sa stará odborne a precízne. Na záver chcem povedať, že výber pokročilých čerpacích technológií, ktoré Verder ponúka v peristaltických čerpadlách Verderflex, Verderair, (e-)PURE PTFE, je rozhodujúci pre účinnosť, bezpečnosť a udržateľnosť procesu recyklácie batérií. Tieto čerpadlá spĺňajú nielen vysoké nároky na manipuláciu s korozívnymi a abrazívnymi materiálmi, ale zabezpečujú aj ochranu personálu a životného prostredia. Keďže dopyt po recyklácii batérií rastie, význam takýchto inovatívnych a spoľahlivých riešení čerpadiel nemožno preceňovať.