1. الخصائص المادية:

كربونات الليثيوم، مركب غير عضوي صيغته الكيميائية Li ₂ كو ₃ بلورات أحادية النظام اللامائية أو مسحوق أبيض، الكثافة 2.11 غ/سم³ ³ درجة الانصهار 723 درجة مئوية. يمكن استخدامه في تصنيع السيراميك والأدوية والمحفّزات وغيرها. وهو من المواد الخام الشائعة الاستخدام في بطاريات الليثيوم أيون.

تُعدّ كلٌّ من السْبودومين والمحلول الملحي المائي الموادَّ الخامَ الرئيسيةَ لصناعة كربونات الليثيوم، كما يُستخدم كربونات الليثيوم أيضًا كمادةٍ خامٍ لصناعة كربونات الليثيوم.

كربونات الليثيوم عبارة عن مسحوق غير متماسك، إلا أن سيولته غير جيدة. وبحسب اختلاف المواد الخام والعمليات المستخدمة في الإنتاج، يتراوح محتوى الماء قبل التجفيف بين 8% و15%， ويُشترط أن يبلغ محتوى الماء في المنتج بعد التجفيف بين 0.1% و0.4%.

2. عملية التجفيف الخاصة:

يتميّز تجفيف كربونات الليثيوم بالخصائص والمتطلبات التالية: يكون المادة مفكّكة، إلا أن سيولتها غير جيدة، كما تمتاز بمقاومة عالية للحرارة؛ ويُشترَط أن يكون استهلاك الطاقة منخفضاً، وأن يتم تسخين المادة بشكل متساوٍ، وأن تكون بيئة التشغيل ملائمة، وأن تُستوفى جميع المتطلبات التقنية دفعةً واحدة. كما تفرض درجة كربونات الليثيوم المستخدمة في تصنيع البطاريات متطلبات صارمة بشأن وجود شوائب مغناطيسية جديدة أثناء عملية التجفيف (بشكل عام أقل من 30 جزءاً في البليون).

ومع ذلك، فإنّ التجفيف التقليدي بالهواء الساخن والتجفيف الناشئ بواسطة الميكروويف والتجفيف بالأشعة تحت الحمراء البعيدة كلٌّ له سلبياته، ولا يُعدّ الخيار المثالي لتجفيف كربونات الليثيوم. فعلى سبيل المثال، يتميّز التجفيف بالهواء الساخن بارتفاع استهلاك الطاقة (حيث لا تتجاوز الكفاءة الحرارية 30–40%) وبسوء ظروف التشغيل (كثرة الغبار)، فيما يعاني التجفيف بالميكروويف من ارتفاع تكلفة الاستثمار في المعدات، وعدم تجانس تجفيف المواد، وظهور «نقاط ساخنة» و«انفلات حراري» أثناء التسخين، بالإضافة إلى سهولة تلف المكوّنات. أمّا التجفيف بالأشعة تحت الحمراء البعيدة فيعاني من تعقيد الهيكل وصعوبة التسخين وارتفاع استهلاك الطاقة.

نجحت شركة خبى يانمينغ للمعدات الكيميائية المحدودة في استخدام مجفف دوار مستمر ذي قرص موفر للطاقة وصديق للبيئة كمعدات لتجفيف كربونات الليثيوم، استناداً إلى تحليل المواد والخبرة الهندسية الطويلة، كما قدّمت حلولاً لأنظمة التجفيف للعديد من الشركات المصنِّعة لهذا المادة.

نظراً لاحتياجات صناعة أملاح الليثيوم ومواد البطاريات إلى مواد مغناطيسية منخفضة جداً بعد التجفيف (بشكل عام لا تتجاوز 30 جزءاً في البليون)، بادرت شركتنا إلى اقتراح استبدال أجزاء المواد الملامسة في المجفف الدائري المستمر—مثل صينية القماش، وصينية التجفيف، ومداخل ومخارج الهواء، وشفرات الكشط، وغيرها—من الفولاذ المقاوم للصدأ إلى التيتانيوم والمواد غير المعدنية، كما قامت بتصميم وإعادة تهيئة معدات التجفيف لدى العديد من مصنّعي مواد البطاريات. وفي حال عدم وجود متطلبات صارمة بشأن المحتوى المغناطيسي للمواد بعد التجفيف، يمكن حينها اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة 304 أو 316L كمادة للمعدات.

مقدمة موجزة عن العملية: يتم إدخال المادة الرطبة من كربونات الليثيوم، التي تم نقلها من العملية السابقة، بشكل مستمر وكمّي إلى المجفف الدائري المستمر ذي الأقراص الموفر للطاقة والصديق للبيئة بواسطة جهاز التغذية الكميّة لإجراء عملية التجفيف. وتُكمل المادة عملية انتقال الحرارة والكتلة أثناء تدفقها، مما يحقق الغاية من عملية التجفيف. وبعد أن يتم تبريد المادة الجافة داخل المجفف حتى الوصول إلى درجة حرارة التعبئة (عادةً بين 40 و60 درجة مئوية)، تُفرَغ من فتحة التفريغ الموجودة في قاعدة المجفف إلى العملية التالية، فيما تُطرَح غازات الذيل المتصاعدة من المادة عبر فتحة التفريغ الرطبة الموجودة في أعلى المجفف بعد تنقيتها من الغبار.

3. خصائص العملية:

تشغيلٌ مستمرٌ وكفاءةٌ حراريةٌ عالية. نظرًا لأن المجفف المستمر من النوع القرصي يُجفَّف بواسطة انتقال الحرارة بالتوصيل، فلا يُمرَّر أيُّ هواءٍ (أو كميةٌ ضئيلةٌ جدًا منه) داخل المجفف أثناء عملية التجفيف، كما أن كمية الغازات المتصاعدة منه ضئيلةٌ للغاية؛ ولذلك يمكن أن تصل كفاءته الحرارية إلى أكثر من 85%.

② فقدان أقل للمواد وبيئة تشغيل ملائمة. في عملية تجفيف كربونات الليثيوم باستخدام المجفف الدائري المستمر، نظرًا لدخول المواد إلى الجهاز وخروجها منه، يصبح توزيع الرطوبة في المواد مختلطًا بين الرطب والجاف، كما أن سرعة تدفق غاز العادم الناتج عن عملية التجفيف منخفضة جدًا (حوالي 0.1 م/ثانية)، مما يجعل الغبار الناتج عن المواد يصعب انتقاله إلى أعلى المعدات ويقلّ احتمال حمله بعيدًا بواسطة غاز العادم؛ وبالتالي لا يحدث فقدان للمواد ولا تلوث للبيئة، الأمر الذي يلبّي متطلبات حماية البيئة ويسمح باستعادة أكثر من 99.9% من الغبار.

تتميز المعدات القابلة للضبط بقدرة على ضبط تجانس عملية تجفيف المواد. ويمكن تعديل أثر عملية تجفيف المواد بسهولة من خلال ضبط سرعة المعدات، وضبط سمك طبقة المادة، ومعدل تدفق مصدر الحرارة، ودرجة حرارة مصدر الحرارة، وعدد أذرع الكشط، وشكل وأبعاد وزاوية شفرات الكشط، وكذلك كمية المادة المُضافَة وعدد صواني التجفيف في المجفف؛

④ نظرًا لمتطلبات صناعة مواد البطاريات من المواد المغناطيسية بعد التجفيف (بشكل عام ضمن حد أقصى قدره 30 جزءًا في البليون)، بادرت شركتنا إلى اقتراح تغيير الجزء الملامس مباشرةً للمواد في المجفف الدائري المستمر من الفولاذ المقاوم للصدأ إلى التيتانيوم والمعادن الخردة، كما قامت بتصميم وإعادة تشكيل معدات التجفيف لدى العديد من مصنّعي مواد البطاريات لتلبية متطلبات العميل النهائي.

⑤ تشغيل مستقر، وعمر خدمة طويل، وسهولة في تشغيل المعدات؛

اتجاه تدفق المادة أحادي، ولا تحدث ظاهرة الخلط العكسي، والتجفيف موحّد، والجودة مستقرة، ولا حاجة إلى إعادة الخلط؛

⑦ يمكن توصيل كل طبقة من صواني التجفيف بشكل منفصل بوسيلة التسخين أو وسيلة التبريد لتسخين المواد أو تبريدها، كما يمكن تحقيق عملية التسخين في الجزء العلوي من الجهاز وعملية التبريد في الجزء السفلي ضمن جهاز واحد، مع ضمان دقة وسهولة التحكم في درجة حرارة المواد؛

⑧ بالنسبة للجسيمات الدقيقة في المادة الرطبة، يتم تركيب جهاز سحق خاص في الموضع المناسب داخل المجفف، بحيث تتحول الجسيمات الدقيقة المُسحَقة إلى مسحوق، مما يعزّز عملية انتقال الحرارة وعملية التجفيف ويضمن تجانس المادة الجافة؛

⑨ تركيب سهل، ومساحة مخصصة صغيرة. يتم تسليم المجفف كوحدة واحدة ونقله كوحدة واحدة أيضًا. ولا يتطلب سوى رفعه إلى مكانه، مما يجعل عملية التركيب والتحديد المكاني سهلة جدًا. وبفضل الترتيب الطبقي والتركيب العمودي لصواني التجفيف، تُحقق هذه التقنية مساحة تجفيف واسعة مع احتلال مساحة أرضية صغيرة.

يُستخدم تقنية حاصلة على براءة اختراع (براءة اختراع نموذج المنفعة، رقم البراءة: ZL2016212122004) لتفادي انزلاق جهاز نقل الحركة في المجفف، مما يمنع تلفه ويضمن تشغيله بشكل طبيعي.

يُزوَّد الجزء العلوي من المجفف بجهاز لتوزيع القماش، وذلك لضمان توزيع المواد بشكل متساوٍ على صينية التجفيف، ولمنع سقوط المواد مباشرةً من وحدة التغذية إلى صينية التجفيف، مما قد يؤدي إلى تلف ريش المجرفة الموجودة على قضيب المجرفة وعدم تجانس توزيع القماش.

بالنسبة للمجففات المستمرة من نوع الأقراص ذات الدورة الكبيرة للمواد، تمتلك شركتنا تصميماً خاصاً للتجفيف يهدف إلى منع سقوط المواد الرطبة مباشرةً على الهيكل الأساسي، مما قد يؤدي إلى ارتفاع نسبة رطوبة المنتج عن المعايير المحددة.