1. الخصائص المادية:

هيدروكسيد الليثيوم أحادي الهيدرات مسحوق بلوري أبيض. وهو قابل للذوبان في الماء، وقليل الذوبان في الكحول، ويمكنه امتصاص ثاني أكسيد الكربون من الهواء مما يؤدي إلى تدهوره. وهو ذو صبغة قلوية قوية. ولا يشتعل، لكنه شديد التآكل. ويوجد عادةً على شكل هيدرات مائية. وعندما ترتفع درجة الحرارة فوق 100 درجة مئوية، يفقد الهيدرات المائي، ويتحول هيدروكسيد الليثيوم إلى أكسيد الليثيوم وبخار الماء عند حوالي 1000 درجة مئوية. ويُعدّ هيدروكسيد الليثيوم أحادي الهيدرات من أهم مركبات الليثيوم؛ إذ يُستخدم أساساً في إنتاج الشحوم القائمة على الليثيوم، كما يمكن استخدامه أيضاً في تصنيع مركبات ليثيوم أخرى. كما أنه يُضاف إلى إلكتروليتات البطاريات القلوية. وتتمثل المواد الخام الرئيسية لصناعة هيدروكسيد الليثيوم أحادي الهيدرات في ميكا الليثيوم والسبودومين ومياه بحيرات الملح وغيرها.

هيدروكسيد الليثيوم أحادي الهيدرات عبارة عن بلورات بيضاء ذات سيولة ضعيفة. يبلغ محتوى الماء في المواد الرطبة الناتجة عن عملية الطرد المركزي السابقة عمومًا حوالي 3%، ويُشترَط أن يقل محتوى الماء في المنتج بعد التجفيف عن 0.5%.

2. عملية التجفيف الخاصة:

تتميز عملية تجفيف هيدروكسيد الليثيوم أحادي الهيدرات بالخصائص والمتطلبات التالية: درجة حرارة التسخين منخفضة (وعادةً ما تُستخدم مياه ساخنة بدرجة 80–95 مئوية)، كما أن الماء البلوري يسهل إزالته عند ارتفاع درجة الحرارة؛ وفي أثناء عملية تجفيف المادة، يسهل تفاعل ثاني أكسيد الكربون معها مما يؤدي إلى تغيير خصائصها، لذا يجب أن تكون معدات التجفيف ذات تشغيل محكم الإغلاق. وتتميز المادة بأنها مفككة، لكن سيولتها غير جيدة وتميل إلى التكتل بسهولة؛ ولذلك يُشترط أن تكون استهلاك الطاقة منخفضة، وأن يكون التسخين متساوياً، وأن توفر بيئة تشغيل مريحة، وأن تفي بمتطلبات المؤشرات المحددة؛ كما يتطلب هيدروكسيد الليثيوم أحادي الهيدرات من الدرجة المستخدمة في تصنيع البطاريات إضافة صارمة للمواد المغناطيسية خلال عملية التجفيف (بشكل عام أقل من 30 جزءاً في البليون).

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

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، وشفرات الكشط، وغيرها) في المجفف الدائري المستمر من الفولاذ المقاوم للصدأ إلى التيتانيوم والمواد غير المعدنية، كما قامت بتصميم وإعادة تهيئة معدات التجفيف لدى العديد من مصنعي مواد البطاريات. وفي حال عدم وجود تشديد على محتوى المواد المغناطيسية في المنتج بعد التجفيف، يمكن اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة 304 أو الدرجة 316L كمادة للمعدات.

يُضاف المادة الرطبة من هيدروكسيد الليثيوم أحادي الهيدرات، والمنقولة من العملية السابقة، بشكلٍ مستمرٍ وكمّيٍّ إلى المجفف المستمر ذي الطبقات الدوّارة الموفر للطاقة والصديق للبيئة بواسطة جهاز التغذية الكميّة لإجراء عملية التجفيف. وتُكمل المادة عملية انتقال الحرارة والكتلة خلال حركة التدفق، مما يحقق الغاية من عملية التجفيف. وبعد أن تُبرَّد المادة الجافة داخل المجفف حتى تصل إلى درجة حرارة التعبئة (وعادةً ما تكون حوالي 50 درجة مئوية)، يتم تصريفها من فتحة التصريف الموجودة في القاعدة عبر صمام دوار للتصريف، لتنتقل إلى العملية التالية. أما الغاز الذيلي المتصاعد من المادة فيُطرَح من فتحة التصريف الرطبة الواقعة في أعلى المجفف، بعد تنقيته من الغبار بواسطة جهاز خاص لجمع الغبار.

3. خصائص العملية:

① نظرًا لطبيعة هيدروكسيد الليثيوم أحادي الهيدرات التي تجعله عرضةً للتفاعل بسهولة مع ثاني أكسيد الكربون، يتم أولاً استخدام مجفف دوار مستمر مغلق لإجراء عملية التجفيف، وذلك لتفادي تفاعل هيدروكسيد الليثيوم أحادي الهيدرات مع ثاني أكسيد الكربون أثناء هذه العملية. ثانياً، يُركَّب نظام إغلاق هوائي عند منفذ التفريغ في المجفف الدوار المستمر، بهدف منع دخول كميات كبيرة من الهواء البارد نتيجة لتأثير الشفط الناتج عن المروحة. ثالثاً، يتم اعتماد هيكل خاص لمنع تفاعل هيدروكسيد الليثيوم مع ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء، وتتجلى هذه التدابير المحددة في التجهيزات النهائية.

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%.

③ فقدان أقل للمواد وبيئة تشغيل ملائمة. في عملية تجفيف هيدروكسيد الليثيوم أحادي الماء باستخدام المجفف الدوار 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 الجهاز ويُقلَّل من احتمال حمله بعيدًا بواسطة غاز العادم؛ وبالتالي لا تُفقد المواد ولا يتلوث البيئة، الأمر الذي يلبّي متطلبات حماية البيئة. بالإضافة إلى ذلك، يعمل نظام التجفيف بأكمله في ظلّ ظروف محكمة الإغلاق، ما يتيح 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، وضبط 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؛

⑤ تشغيل مستقر، وعمر خدمة طويل، وتشغيل بسيط للمعدات؛

اتجاه تدفق المادة أحادي، ولا تحدث ظاهرة الخلط العكسي، والتجفيف موحد، 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 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.

⑩ نظرًا لاحتياجات صناعة مواد البطاريات من المواد المغناطيسية بعد التجفيف (بشكل عام ضمن حدود 30 جزءًا في البليون)، بادرت شركتنا إلى اقتراح تغيير مادة الجزء الملامس مباشرةً 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.

نظراً لمشكلة الغبار والروائح في غاز العادم الناتج عن عملية تجفيف هيدروكسيد الليثيوم أحادي الماء، يُستخدم جهاز إزالة غبار رطب يتمتع بكفاءة أعلى في إزالة الغبار والروائح لإزالة هذه الملوثات من غاز العادم.

تُستخدم التقنية الحاصلة على براءة اختراع (براءة نموذج المنفعة، رقم البراءة: ZL2016212122004) لفصل منطقة التجفيف عن منطقة التبريد في جهاز واحد، مما يعزل انتشار الرطوبة من منطقة التجفيف إلى منطقة التبريد ويمنع تكثف هذه الرطوبة وارتفاع رطوبة المادة المجففة. وفي الوقت نفسه، يتم ضبط الفتحة بحيث يمكن للمادة المرور عبرها، بما يضمن التشغيل الطبيعي للجهاز.

نظراً لمشكلة ضعف سيولة هيدروكسيد الليثيوم وتكون الندوب على سطح صفيحة التجفيف، يتم اعتماد هيكل خاص لقضيب الكشط بحيث لا تتكون الندوب على صفيحة التجفيف.

4- مخطط تدفق عملية نظام تجفيف هيدروكسيد الليثيوم بالماء الفردي: