Переработка графитовой руды: оптимальные процессы и оборудование
Повышенная насыпная плотность для повышенной удельной энергоемкости
В современной индустрии литий-ионных аккумуляторов графит занимает лидирующую позицию среди материалов, используемых для создания анодов. Однако производители столкнулись с технологическим вызовом: для повышения эффективности использования графита в качестве основного компонента батарей необходимо добиться его высокой концентрации. Компания HOSOKAWA ALPINЕ разработала передовые технологические решения для этого процесса.
СФЕРИЧЕСКИЙ ГРАФИТ ДЛЯ ПОВЫШЕННОЙ ЕМКОСТИ АККУМУЛЯТОРА
Естественная структура графита характеризуется пластинчатой формой частиц. Сфероидизация графита обеспечивает ряд существенных преимуществ. Прежде всего, такая обработка значительно увеличивает насыпную плотность материала и способствует более быстрой зарядке анода. Кроме того, этот метод существенно продлевает жизненный цикл аккумуляторной батареи.
В настоящее время применяемые технологии преобразования графита в сферическую форму демонстрируют невысокие показатели эффективности - всего 30-50%. Такая низкая результативность приводит к существенному перерасходу дорогостоящего сырья. Компания HOSOKAWA ALPINE создала усовершенствованную технологию сфероидизации графита, которая требует меньше оборудования, чем было необходимо раньше. Это позволяет не только оптимизировать производственные площади, но и существенно снизить расходы на техническое обслуживание установок.
ОКАТЫВАНИЕ ПРИРОДНОГО И ИСКУССТВЕННОГО ГРАФИТА
Особенности процессов окатывания различных типов графита требуют различного подхода. Специалисты HOSOKAWA ALPINE предлагают решения для каждого вида сырья. Для работы с искусственным графитом применяется мельница ZPS, оснащенная встроенной системой классификации материала. При этом для обработки природного графита создана особая мельница: окатыватель (сфероидизатор) APR.
Графит искусственный: характеристики до и после окатывания (СЭМ-анализ)
- Исходный материал: насыпная плотность — 600 г/л
- Сфероидизированный материал: насыпная плотность — 1000 г/л
СФЕРОИДИЗАЦИЯ ПРИРОДНОГО ГРАФИТА НА УСТАНОВКЕ APR
В отличие от синтетического аналога, природный графит характеризуется пластинчатой структурой, что усложняет процесс придания ему сферической формы. Для решения этой задачи компания HOSOKAWA ALPINE создала специализированное оборудование - мельница APR для окатывания частиц. Технологический процесс обработки включает:
- Начальный этап измельчения материала в мельнице с системой классификации
- Дальнейшее порционное окатывание с классификацией
Основные преимущества технологии:
- Оптимизированное время обработки материала
- Высокая производительность
- Экономичность процесса - выход до 80% готового продукта и низкие потери сырья
- Возможность получения различных фракций (x50 = 10-12 мкм, x50 = 15-16 мкм, x50 = 18-22 мкм)
- Энергосбережение - низкое потребление электроэнергии
Сравнительный анализ характеристик материала:
(Примечание: представлено СЭМ-изображение исходного материала и обработанного природного графита)
Исходный материал: насыпная плотность 426 г/л
- Сфероидизированный материал: насыпная плотность 920 г/л
УДЕЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ
Два способа сфероидизации графита
Tap density [g/L] – насыпная плотность
Specific energy related to rounded graphite [kWh/kg] – удельная энергия для обработки графита [кВч/