العودة إلى النظرة العامة

مقدمة عن عملية ومعدات نظام تنقية كربنة كربونات الليثيوم

Jun 09,2021

مقدمة موجزة عن نظام تنقية الكربنة لكربونات الليثيوم 1.

مع تطوّر مركبات الطاقة الجديدة، تشهد صناعة بطاريات الليثيوم تطوراً سريعاً. وفي الوقت نفسه، يزداد الطلب على كربونات الليثيوم، وتتسع دائرة تطبيقاتها، فيما ترتفع باطراد متطلبات النقاء الخاصة بكربونات الليثيوم. من الضروري تنقية كربونات الليثيوم الصناعية الدرجة لإنتاج كربونات ليثيوم بدرجة البطارية أو ذات النقاء العالي.

تُستخدم عادةً طريقة التحلل بالكربنة في تنقية كربونات الليثيوم الصناعية. تتميّز هذه الطريقة بسهولة التشغيل، وكفاءة عالية في التنقية، وتكاليف إنتاج منخفضة، وتلوث منخفض. كما يمكن إعادة جزء المحلول الأم الناتج عن التحلل الحراري إلى المعلق لإعادة تدويره، مما يحسّن بشكل فعّال معدل استرداد الليثيوم.

تنقية كربونات الليثيوم بالكربنة مقدمة العملية: يتم خلط كربونات الليثيوم من الدرجة الصناعية مع الماء (أو بإعادة المحلول الأم) وفقًا لنسبة محددة لتكوين معلق، ثم إضافة كمية معينة من عامل التشكيل للحصول على معلق كربونات الليثيوم. وتحت ضغط ودرجة حرارة محددين، يُخضع المعلق لكربنة باستخدام ثاني أكسيد الكربون عبر برج الكربنة، مما يؤدي إلى الحصول على محلول بيكربونات الليثيوم. تمت عملية الترشيح لمحلول بيكربونات الليثيوم لإزالة الشوائب، وذلك للحصول على سائل منقّى. ثم يُسخَّن السائل المنقّى ويُحلَّل في برج التحلل للحصول على معلق كربونات الليثيوم المنقّى. يُكثَّف معلق كربونات الليثيوم المُحلَّل حراريًا باستخدام مُكثِّف، ثم يُخضَع لعملية الفصل بالطرد المركزي، والتجفيف، والغربلة، وإزالة الحديد، والتكسير، والخلط، والتغليف، للحصول على كربونات ليثيوم من الدرجة المستخدمة في تصنيع البطاريات (عالية النقاء). يمكن استعادة ثاني أكسيد الكربون المتفكك بواسطة نظام استعادة ثاني أكسيد الكربون.

مقدمة موجزة عن معدات نظام تنقية كربنة كربونات الليثيوم رقم 2

1. يمكن أن تكون معدات الكربنة مستمرة أو متقطعة.

يمكن أن يكون برج الكربنة المستمر مُحرَّكًا ميكانيكيًا أو غير مُحرَّك. يتبع نظام الكربنة تشغيلًا متسلسلًا متعدد المراحل، كما أن التشغيل بالتدفق المعاكس لمعلق كربونات الليثيوم وغاز ثاني أكسيد الكربون لا يُحسِّن فقط معدل تحويل كربونات الليثيوم ويمنع فقدان كربونات الليثيوم مع بقايا الترشيح فحسب، بل يرفع أيضًا معدل استفادة ثاني أكسيد الكربون ويقلل بشكل كبير من تكلفة الإنتاج. أما برج الكربنة الذي يعمل دون تقليب فلا يحتوي على أي جهاز نقل، إذ إن أجهزة النقل عادةً ما تتسبب في تسرب المواد الملوثة. ومن ناحية أخرى، يتميز برج الكربنة المستمر بمعدل مرتفع لاستخدام ثاني أكسيد الكربون، وبتشغيل نظام بسيط نسبيًا، وبدرجة عالية من الأتمتة، وبانخفاض شدة العمالة، وبكفاءة إنتاجية مرتفعة.

تُزوَّد برج الكربنة المتقطعة عمومًا بجهاز تقليب لزيادة مساحة التلامس بين المادة وثاني أكسيد الكربون. يتميز نظام الكربنة المتقطعة بمعدل منخفض لاستخدام ثاني أكسيد الكربون، وتشغيل متكرر، وشدة عمل عالية، وكفاءة إنتاج منخفضة.

2. يمكن أن يكون نظام التحلل مستمرًا أو متقطعًا.

تستخدم معدات نظام التحلل برج تحلل مستمر، حيث يتم إجراء تبادل حراري غير مباشر بين محلول بيكربونات الليثيوم والبخار، مما يؤدي إلى تحلل بيكربونات الليثيوم عند درجة حرارة محددة. يكمن مفتاح التحكم في نظام التحلل الحراري المستمر أولاً في كيفية تجنّب تكوّن الندوب على سطح نقل الحرارة، وثانياً في كيفية ضمان حجم جسيمات بلورات كربونات الليثيوم المتفككة. ترتبط هاتان النقطتان بنجاح أو فشل تصميم نظام التحلل المستمر.

في حال استخدام برج التحلل المتقطع، يمكن الاستفادة من المعدات نفسها المستخدمة في برج الكربنة؛ إذ تُجرى عملية الكربنة بعد الترشيح ثم يُعاد المنتج إلى برج التحلل، حيث يمكن بعد التحلل إعادة كربنته مرة أخرى لتفكيك الترسبات البلورية المتكونة على سطح مبادل الحرارة والقضاء عليها. تُستخدم المعدات نفسها في أوقات مختلفة للتكيف مع تبريد المياه المتداولة أو التسخين بالبخار، مع تكرار هذه الدورة؛ إلا أن هذه الطريقة أكثر تعقيدًا من حيث التشغيل.