خصائص المادة:

كربونات الليثيوم، مركب غير عضوي صيغته الكيميائية Li2CO3، عبارة عن بلورات أحادية الميل عديمة اللون أو مسحوق أبيض، كثافته 2.11 غ/سم³، ودرجة انصهاره 723 درجة مئوية. ويمكن استخدامه في تصنيع السيراميك والأدوية والمحفّزات وغيرها. كما يُعدّ من المواد الخام الشائعة الاستخدام في بطاريات الليثيوم أيون.

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

كربونات الليثيوم عبارة عن مسحوق غير متماسك، إلا أن سيولته ليست جيدة. وبحسب اختلاف المواد الخام والعمليات، يبلغ محتوى الرطوبة قبل التجفيف 10%–15%， ويُشترَط أن يكون محتوى الرطوبة في المنتج بعد التجفيف بين 0.1% و0.2%.

عملية تجفيف خاصة:

يتميز تجفيف كربونات الليثيوم بالخصائص والمتطلبات التالية: يكون المادة مفككة، لكن سيولتها غير جيدة، كما تمتاز بمقاومة عالية للحرارة؛ ويُشترط أن يكون استهلاك الطاقة منخفضًا، وأن يتم تسخين المادة بشكل متساوٍ، وأن تكون بيئة التشغيل ملائمة، وأن تُلبَّى متطلبات المؤشرات دفعةً واحدة. كما تفرض درجة كربونات الليثيوم المخصصة لصناعة البطاريات متطلبات صارمة بشأن وجود شوائب مغناطيسية جديدة أثناء عملية التجفيف (بشكل عام أقل من 30 جزءًا في البليون).

ومع ذلك، فإنّ التجفيف التقليدي بالهواء الساخن والتجفيف الناشئ بواسطة الميكروويف والتجفيف بالأشعة تحت الحمراء البعيدة تُعاني كلٌّ منها من جوانب قصور خاصة بها، مما يجعلها ليست الخيار المثالي لتجفيف كربونات الليثيوم. فعلى سبيل المثال، يُعاني التجفيف بالهواء الساخن من ارتفاع استهلاك الطاقة (حيث لا تتجاوز الكفاءة الحرارية 30%–40%) ومن سوء ظروف التشغيل (كثرة الغبار)، فيما يُعاني 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 البنية وصعوبة التسخين، فضلاً عن ارتفاع استهلاك الطاقة.

قامت شركة خبي يانمينغ للمعدات الكيميائية المحدودة، استناداً إلى تحليل المواد والخبرة الهندسية الطويلة، بتطوير مجفف دوار مستمر من النوع الموفر للطاقة والصديق للبيئة ليكون نظاماً لتجفيف كربونات الليثيوم، وقد تم استخدامه على نطاق واسع في عمليات تجفيف كربونات الليثيوم.
نظراً لاحتياجات صناعة أملاح الليثيوم ومواد البطاريات من المواد المغناطيسية بعد التجفيف (بشكل عام ضمن حدود 30 جزءاً في البليون)، بادرت شركتنا إلى اقتراح تغيير أجزاء المواد الملامسة (مثل صينية القماش، وصينية التجفيف، ومداخل ومخارج التيار، وغيرها) في المجفف الدائري المستمر من الفولاذ المقاوم للصدأ إلى مادة التيتانيوم، كما قامت بتصميم وإعادة تهيئة معدات التجفيف لدى العديد من شركات إنتاج مواد البطاريات. وفي حال عدم وجود متطلبات صارمة بشأن المحتوى المغناطيسي للمنتج بعد التجفيف، يمكن اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة 304 أو 316L كمادة للمعدات.
 

خصائص العملية:

مقدمة موجزة عن العملية: يتم إدخال المادة الرطبة من كربونات الليثيوم، التي تم نقلها من العملية السابقة، بكميات محددة بواسطة جهاز التغذية الكمي إلى المجفف الدائري المستمر ذي الأقراص، الذي يمتاز بالكفاءة في استهلاك الطاقة والصديقة للبيئة، وذلك لإجراء عملية التجفيف. وتُنجز المادة عملية انتقال الحرارة والكتلة خلال حركة التدفق، مما يحقق الغاية من التجفيف. وبعد أن يتم تبريد المادة الجافة داخل المجفف حتى الوصول إلى درجة حرارة التعبئة (عادةً 50 درجة مئوية)، يتم تصريفها من فتحة التصريف الموجودة في القاعدة إلى العملية التالية، فيما يُطرَح الغاز المتصاعد من المادة عبر فتحة التصريف الرطبة الموجودة في أعلى المجفف بعد تنقيته من الغبار.

تشغيل مستمر، وكفاءة حرارية عالية. نظرًا لأن المجفف الدائري المستمر يعتمد على التوصيل وانتقال الحرارة في عملية التجفيف، فإنه لا يُسمح بدخول الهواء إلى داخل المجفف أثناء العملية، كما أن قدرته على حمل الغازات العادمة ضئيلة جدًا؛ 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، مع إمكانية استعادة أكثر من 99% 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، وتعديل سمك طبقة المادة، ومعدل تدفق مصدر الحرارة، ودرجة حرارة مصدر الحرارة، وعدد أذرع الكشط، وشكل وأبعاد وزاوية شفرات الكشط، وكذلك كمية المادة المُضافة وعدد صواني التجفيف في المجفف؛

نظراً لاحتياجات صناعة مواد البطاريات من المواد المغناطيسية بعد التجفيف (بمستوى عادةً لا يتجاوز 30 جزءاً في البليون)، بادرت شركتنا إلى اقتراح تغيير الجزء الملامس مباشرةً للمواد في المجفف الدائري المستمر من الفولاذ المقاوم للصدأ إلى التيتانيوم، كما قامت بتصميم وإعادة تهيئة 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 إدخال كل طبقة من صواني التجفيف بشكل منفصل إلى الوسط الحراري أو الوسط البارد 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 الصغيرة الموجودة في المادة الرطبة، يتم تركيب جهاز التكسير الخاص في الموضع المناسب داخل المجفف، بحيث تتحول الجسيمات الصغيرة المتكسّرة 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.

استخدام 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 ومنع سقوطها مباشرةً من وحدة التغذية إلى الصينية، مما قد يؤدي إلى تلف شفرات المجرفة الموجودة على قضيب المجرفة.

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.

مخطط تدفق عملية نظام المجفف المستمر من النوع القرصي، المصنوع من مادة منخفضة المغناطيسية، والكفء عاليًا في توفير الطاقة وحماية البيئة، والمكوّن من كربونات الليثيوم: