लिथियम-आयन बैटरियों से निकला काला पदार्थ – क्लोज-अप – बैटरी रीसाइक्लिंग में इसकी प्रक्रिया बैटरी पुनर्चक्रण – टुकड़े करने के बाद बचे काले पदार्थ का दृश्य – लिथियम-आयन बैटरियों का पदार्थ प्रसंस्करण

ब्लैक मास का प्रसंस्करण: लिथियम-आयन बैटरियों से मूल्यवान सामग्रियों को चुनिंदा रूप से अलग करना और पुनर्प्राप्त करना

पुनर्चक्रण, विश्लेषण और प्रक्रिया विकास के लिए ग्रेफाइट और कैथोड-सक्रिय पदार्थों के पृथक्करण हेतु प्लवन और चुंबकीय प्लवन विधि।

ब्लैक मास, जिसे स्लैग भी कहा जाता है, लिथियम-आयन बैटरियों के पुनर्चक्रण से प्राप्त एक जटिल पदार्थ है, जिसमें मुख्य रूप से ग्रेफाइट, कैथोड सक्रिय पदार्थ और बाइंडर, ट्रेस इलेक्ट्रोलाइट्स और महीन धातु कण जैसे अवशिष्ट पदार्थ शामिल होते हैं। निकल, मैंगनीज, कोबाल्ट और ग्रेफाइट जैसे महत्वपूर्ण कच्चे माल की पुनर्प्राप्ति के लिए लक्षित प्रसंस्करण अत्यंत आवश्यक है। लक्ष्य केवल कण आकार के आधार पर पृथक्करण ही नहीं है, बल्कि सबसे महत्वपूर्ण रूप से भौतिक और रासायनिक गुणों के आधार पर प्रत्येक पदार्थ के विभिन्न चरणों का चयनात्मक पृथक्करण है। प्रारंभिक सामग्री के आधार पर, फ्लोटेशन प्रक्रियाएं, चुंबकीय-सहायता प्राप्त फ्लोटेशन (MAGFLO), सस्पेंशन तकनीक और नमूना विभाजन का उपयोग किया जाता है। इससे पुनर्चक्रण, प्रयोगशाला विश्लेषण, प्रक्रिया विकास और गुणवत्ता आश्वासन के लिए पुनरुत्पादनीय अंश प्राप्त होते हैं।

मैगफ्लो विधि के अनुसार: एफेंडी, आर., पैरियन, एम. और चेहरे चेलगानी, एस. (2026)। चुंबकीय प्लवन: बैटरी के ब्लैकमास के प्लवन पुनर्चक्रण के लिए एक टिकाऊ समाधान। क्लीनर इंजीनियरिंग और प्रौद्योगिकी, 30, 101146, लुलिया प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय, स्वीडन। डीओआई: 10.1016/जे.क्लेट.2026.101146

काले लोगों के सामूहिक प्रसंस्करण का लक्ष्य

ब्लैक मास की प्रोसेसिंग का उद्देश्य ग्रेफाइट और कैथोड सक्रिय पदार्थों को चुनिंदा रूप से अलग करना है, ताकि दोनों अंशों को आगे प्रोसेस किया जा सके, उनका विश्लेषण किया जा सके या उन्हें रीसाइक्लिंग प्रक्रियाओं में भेजा जा सके। महत्वपूर्ण कारकों में प्रतिलिपि योग्य नमूना तैयार करना, स्थिर सस्पेंशन स्थितियाँ और एक ऐसी पृथक्करण विधि शामिल है जो अतिसूक्ष्म कणों, बाइंडर अवशेषों और कण आसंजन को संभाल सके। चुंबकीय प्लवन एक अतिरिक्त भौतिक चयन तंत्र जोड़कर पारंपरिक प्लवन को विस्तारित करता है, जिससे सीएएम रिकवरी में सुधार होता है।

ब्लैक मास का भौतिक डेटा

ब्लैक मास, यांत्रिक रूप से पूर्व-उपचारित लिथियम-आयन बैटरियों का एक महीन पुनर्चक्रित मिश्रण है। प्लवन प्रक्रिया के लिए, निम्नलिखित कारक विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं: ग्रेफाइट और कैथोड सक्रिय पदार्थों का अनुपात, PVDF जैसे अवशिष्ट बाइंडर, चिपके हुए महीन धातु कण, कणों का आकार, सतही गुणधर्म और ग्रेफाइट तथा CAM के बीच कणों का आसंजन। ये गुणधर्म निर्धारित करते हैं कि प्लवन प्रक्रिया कक्ष में अंशों को कितनी चयनात्मकता से पृथक किया जा सकता है।

संपत्तिWert
सामग्री पदनामकाला पिंड
मूलयांत्रिक रूप से पूर्व-उपचारित लिथियम-आयन बैटरियां
मुख्य गुटएनोड और कैथोड सक्रिय सामग्री (सीएएम) से ग्रेफाइट
विशिष्ट सीएएम पर ध्यान केंद्रित किया गया हैएनएमसी-आधारित कैथोड सामग्री
अन्य घटकबाइंडर अवशेष जैसे कि PVDF, इलेक्ट्रोलाइट अवशेष, एल्युमिनियम और कॉपर के महीन कण
कण वर्णमहीन, विषम, आंशिक रूप से अति महीन
पृथक्करण-संबंधी गुणधर्म ग्रेफाइटजलविरोधी और गैर-चुंबकीय
पृथक्करण-संबंधी गुणधर्म सीएएमतुलनात्मक रूप से जलप्रेमी और चुंबकीय रूप से संवेदनशील
सामान्य चुनौतीग्रेफाइट से महीन सीएएम कणों का आसंजन
प्रक्रिया-संबंधी व्यवधान चरपीवीडीएफ कोटिंग और अन्य कार्बनिक अवशेष
प्रसंस्करण के लाभपुनर्चक्रण और विश्लेषण के लिए ग्रेफाइट- और सीएएम-समृद्ध अंशों में पृथक्करण

ब्लैक मास तैयार करने की प्रक्रिया का विवरण

प्रसंस्करण के लिए, सबसे पहले एक परिभाषित नमूने के रूप में ब्लैक मास प्रदान किया जाता है और इसे जलीय निलंबन में स्थानांतरित किया जाता है। पारंपरिक प्लवन प्रक्रिया में, जल-विरोधी ग्रेफाइट कण प्राथमिकता से झाग में ऊपर उठते हैं, जबकि अधिक जल-प्रेमी सीएएम कण निलंबन में ही रह जाते हैं। चुंबकीय-सहायता प्राप्त प्लवन प्रक्रिया इस प्रक्रिया को एक चुंबकीय क्षेत्र के साथ पूरक करती है जो कैथोड सक्रिय पदार्थों की चुंबकीय संवेदनशीलता का उपयोग करता है। इससे ग्रेफाइट से सीएएम का पृथक्करण बेहतर होता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि बाइंडर अवशेष और अतिसूक्ष्म सीएएम कण आसंजन और अपवाह का कारण बन सकते हैं। स्पंदित चुंबकीय संचालन इस अवांछित ग्रेफाइट अपवाह को कम कर सकता है।

प्रक्रिया चरणलक्ष्यविशिष्ट मशीन/विधिसामान्य परिणाम
नमूना प्रभागएक प्रतिनिधि प्रयोगशाला नमूना प्राप्त करेंरोटरी नमूना विभाजकसमरूप उपनमूना
निलंबन तैयार करेंपरिभाषित उत्प्लावन स्थितियाँ बनाएँपानी के साथ मिलाएंस्थिर लुगदी
परंपरागत प्लवनसतही गुणों के आधार पर ग्रेफाइट को अलग करनाफ्लोटेशन सेलग्रेफाइट-समृद्ध फोम ट्रेल अंश
चुंबकीय-सहायता प्राप्त उत्प्लावनचुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से CAM पृथक्करण में सुधार करेंविद्युतचुंबक युक्त फ्लोटेशन सेलCAM-समृद्ध सिंक अंश
ऑपरेटिंग मोड को अनुकूलित करेंटेकअवे और उलझन को कम करेंनिरंतर या स्पंदित चुंबकीय संचालनउच्च चयनात्मकता
उत्पाद पृथक्करणअंशों को अलग-अलग संसाधित करेंझाग और अवशिष्ट लुगदी की कटौतीअलग-अलग उत्पाद धाराएँ
विश्लेषणात्मक नियंत्रणपृथक्करण दक्षता का मूल्यांकन करेंएसईएम, रिकवरी गणना, सामग्री लक्षण वर्णनआकलन योग्य उत्पाद गुणवत्ता

प्रक्रिया विवरण (चुंबकीय-सहायता प्राप्त फ्लोटेशन, स्पंदित ऑपरेटिंग मोड) पर आधारित: एफेंडी, आर., परियन, एम. और चेहरेह चेलगानी, एस. (2026)। चुंबकीय प्लवन: बैटरी के ब्लैकमास के प्लवन पुनर्चक्रण के लिए एक टिकाऊ समाधान। क्लीनर इंजीनियरिंग और प्रौद्योगिकी, 30, 101146. https://doi.org/10.1016/j.clet.2026.101146

फ्लोटेशन और MAGFLO के लिए विशिष्ट पैरामीटर

महत्वपूर्ण मापदंडों में न केवल सेल की ज्यामिति और चुंबकीय क्षेत्र शामिल हैं, बल्कि सेल की सामग्री, चुंबकीय मोड, कण आसंजन, सतह रसायन और पूर्व-उपचार की गुणवत्ता भी शामिल हैं। उल्लिखित अध्ययन में 10, 20 और 30 वोल्ट की विद्युत चुम्बकीय सेटिंग्स, स्टील और स्टेनलेस स्टील सेल और निरंतर और स्पंदित चुंबकीय संचालन की जांच की गई। पुनरुत्पादनीय परिणामों के लिए, कण आकार वितरण, ठोस सामग्री, जल रसायन और प्रारंभिक नमूने की समरूपता का भी दस्तावेजीकरण किया जाना चाहिए।

प्राचलसामान्य मूल्य / नोट
प्रक्रियात्मक सिद्धांतप्लवन या चुंबकीय-सहायता प्राप्त प्लवन (MAGFLO)
जांची गई सामग्रीएनएमसी ब्लैक मास
वोल्टेज विद्युतचुंबक10 वोल्ट, 20 वोल्ट या 30 वोल्ट
कोशिका सामग्रीस्टील सेल या स्टेनलेस स्टील सेल
चुंबकीय मोडनिरंतर या चालू/बंद अंतराल
पृथक्करण लक्ष्यकैथोड सक्रिय पदार्थों से ग्रेफाइट को अलग करना
महत्वपूर्ण प्रभावकारी कारकग्रेफाइट पर सीएएम के कणों का आसंजन
महत्वपूर्ण प्रभावकारी कारककण सतहों पर पीवीडीएफ बाइंडर
विश्लेषणात्मक सहायताएसईएम और रिकवरी मूल्यांकन
अध्ययन का अवलोकनस्टील सेल ने उच्च पृथक्करण दक्षता प्रदर्शित की।
अध्ययन का अवलोकनस्टील सेल में 90% से अधिक CAM रिकवरी
महत्वपूर्ण दस्तावेज़कण का आकार, समरूपता, जल रसायन, संचालन विधि

उद्धृत अध्ययन का स्रोत: एफेंदी, आर., पैरियन, एम. और चेहरे चेलगानी, एस. (2026)। चुंबकीय प्लवन: बैटरी के ब्लैकमास के प्लवन पुनर्चक्रण के लिए एक टिकाऊ समाधान। क्लीनर इंजीनियरिंग और प्रौद्योगिकी, 30, 101146, लुलिया प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय, स्वीडन। https://doi.org/10.1016/j.clet.2026.101146

प्रकार, तुलना और चयन मानदंड

पारंपरिक फ्लोटेशन बनाम MAGFLO

परंपरागत प्लवन प्रक्रिया मुख्य रूप से जलविरोधन और जलसंरक्षण के आधार पर कणों को अलग करती है। MAGFLO इस दृष्टिकोण को चुंबकीय क्षेत्र के साथ पूरक करता है, जिससे चुंबकीय रूप से संवेदनशील CAM कणों का अधिक लक्षित हेरफेर संभव हो पाता है।

निरंतर बनाम स्पंदित

प्रक्रिया अभियांत्रिकी के दृष्टिकोण से निरंतर चुंबकीय क्षेत्र सरल है। हालांकि, स्पंदित "चालू/बंद अंतराल" संचालन कणों के आसंजन को बेहतर ढंग से हटा सकता है और ग्रेफाइट के अवांछित स्थानांतरण को कम कर सकता है।

स्टील सेल बनाम स्टेनलेस स्टील सेल

अध्ययन से पता चला कि स्टील सेल की समग्र पृथक्करण दक्षता अधिक थी। इसलिए, सेल सामग्री का चयन न केवल सेल के डिजाइन को बल्कि उसके पृथक्करण प्रदर्शन को भी प्रभावित करता है।

ब्लैक मास के लिए मशीन की अनुशंसा

ब्लैक मास के लिए, समन्वित मशीनी प्रणाली की अनुशंसा की जाती है: प्रतिनिधि उप-नमूने के लिए एक नमूना विभाजक, ग्रेफाइट और सीएएम के पृथक्करण के लिए एक प्रयोगशाला फ्लोटेशन सेल, और MAGFLO परीक्षणों के लिए एक चुंबकीय मॉड्यूल या विद्युतचुंबक। नमूने की विशेषताओं के आधार पर, अतिरिक्त छलनी, निलंबन तकनीक या पूर्व-उपचार चरण उपयोगी हो सकते हैं। निर्णायक कारक कण का आकार, बाइंडर की मात्रा, पदार्थ का आसंजन और फोम पथ तथा सिंक अंश के बीच वांछित पृथक्करण हैं।

LITech फ्लोटेशन मशीन FM1

प्लवन मशीन

तैरने और डूबने के व्यवहार के माध्यम से पृथक्करण

कटिंग मिल

20µm से भी कम आकार में पीसना

रोटर मिल

रोटर मिल

थोक सामग्रियों में गांठों को तोड़ना

ब्लैक मास प्रोसेसिंग से संबंधित तकनीकी प्रश्न

ब्लैक मास, फ्लोटेशन, मैग्नेटिक-असिस्टेड फ्लोटेशन, ग्रेफाइट सीएएम सेपरेशन, बाइंडर के प्रभाव, सेल सामग्री और प्रयोगशाला और पायलट प्लांट के लिए उपयुक्त मशीनों से संबंधित प्रश्नों के लिए LITech AI का उपयोग करें।

ब्लैक मास के बारे में अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

ब्लैक मास पूर्व-उपचारित लिथियम-आयन बैटरियों से प्राप्त एक महीन, मूल्यवान पुनर्चक्रित मिश्रण है। इसमें मुख्य रूप से ग्रेफाइट और कैथोड सक्रिय पदार्थ होते हैं, साथ ही पूर्व-उपचार के आधार पर, अवशिष्ट बाइंडर, इलेक्ट्रोलाइट के अंश और महीन धातु के कण भी होते हैं।

सामान्य प्रक्रियाओं में नमूने का विभाजन, पानी में निलंबन और उसके बाद प्लवन शामिल हैं। MAGFLO, CAM और ग्रेफाइट के पृथक्करण को बेहतर बनाने के लिए चुंबकीय क्षेत्र का भी उपयोग करता है।

प्रयोगशाला अनुप्रयोगों के लिए, नमूना विभाजक, प्लवन कक्ष और - MAGFLO के मामले में - एक चुंबकीय मॉड्यूल या विद्युतचुंबक उपयुक्त होते हैं। फ़ीड के आधार पर, छानने और पूर्व-उपचार के चरण भी उचित होते हैं।

इसका उद्देश्य आमतौर पर सामग्री को ग्रेफाइट-समृद्ध अंश और सीएएम-समृद्ध अंश में अलग करना होता है, ताकि दोनों धाराओं को लक्षित तरीके से आगे संसाधित या विश्लेषण किया जा सके।

ब्लैक मैटर अत्यंत विषम होता है। केवल प्रतिनिधि और समरूप नमूना ही पृथक्करण व्यवहार, पुनर्प्राप्ति और उत्पाद की गुणवत्ता के बारे में विश्वसनीय जानकारी प्रदान करता है।

पीवीडीएफ कणों की सतह को बदल सकता है और प्लवन प्रक्रिया की चयनात्मकता को प्रभावित कर सकता है। इससे ग्रेफाइट और सीएएम का पृथक्करण अधिक कठिन हो जाता है।

"ऑन/ऑफ अंतराल" संचालन से कणों के आसंजन को बेहतर ढंग से हटाया जा सकता है और ग्रेफाइट के अवांछित स्थानांतरण को कम किया जा सकता है। इससे पृथक्करण की चयनात्मकता में सुधार होता है।

MAGFLO फ्लोटेशन को चुंबकीय चयन के साथ जोड़ता है, जिससे NMC ब्लैक मास से ग्रेफाइट और कैथोड सक्रिय सामग्री को पुनर्प्राप्त करने का एक टिकाऊ, स्केलेबल तरीका खुलता है।

Klaus Ebenauer

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