severi ojanen/ mekaaninen kierrätys

Severi OjanenMetallifoorumi IV, 28.2.2017Porin yliopistokeskus

Mekaaninen kierrätys

Akkumurskeiden mekaaninen jatkoprosessointi

Severi Ojanen Metallifoorumi IV 28.2.2017

Projektin kulku• Metallifoorumi I

– Kirjallisuuskatsaus akkujen kierrätyksen nykytilanteeseen

• Metallifoorumi II– Varauksenpurkukokeet

• Metallifoorumi III– Akkumurskeen luokitus partikkelikoon mukaan

• Metallifoorumi IV– Akkumurskeen tiheysanalyysit ja prosessikaavio-

ehdotukset


1

Lähtökohdat

• Tavoitteena parantaa olemassa olevaa prosessia– Mekaaninen käsittely– Metallien saanto– Tehokkaampi ja

turvallisempi prosessi

2


Yleiskuva prosessista


3

Mekaaninen jatkokäsittely

Kemiallinen jatkokäsittely

Lopputuote

Akkujäte

Murskaus



3

Varauksen purku



Lopputuote

Akkujäte

Murskaus

Varauksen purku


4

• Akkujen ja paristojen varauksen purku parantaa yleisesti prosessin tehokkuutta– Parantaa yleistä turvallisuutta– Poistaa muiden kalliimpien

esikäsittelyiden tarpeen– Helpottaa myös jatkoprosessointia

0 5 10 15 20 250.0

1.0

2.0

3.0

4.0

Jänn

ite (V

)

Aika (min)

Lisätty Fe Lisätty Zn




5


Lopputuote

Akkujäte

Murskaus

Akku- ja paristomurskeen luokitus


6

Metallien jakautuminen – Litiumioniakut


7

Metallien jakautuminen – NiMH


100 1000 10000

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Raekoko (µm)

Fe Ni Co La Muut

8

Tiheysmittaukset

• Pelkän partikkelikoon perusteella ei saada täydellistä erottelua

• Akkujen ja paristojen komponenteilla on eri tiheydet– Painovoimaerotus– Mitataan pyknometrillä

9


Alkaliparistomurske


10

3,0 3,2 3,40%

20%

40%

60%

80%

100%

Tiheys (g/cm3)

Zn Mn Muut

Litiumioniakkumurske


11

1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 3.00%

20%

40%

60%

80%

100%

Tiheys (g/cm3)

Cu Mn Fe Co Ni Al Li Muut

NiMH-murske


12

Tiheysmittaukset (LiB)


13

• Litiumioniakkujen suurempien (> 1 mm) partikkelikokojen pääkomponentit Cu ja Al

Tiheys (g/cm3)

Fe Ni Co Al Cu Mn Li Muut

Näyte 1 6,14 3,9 % 0,4 % 1,9 % 0,2 % 73,8 % 0,2 % 0,4 % 19,3 %

Näyte 2 2,87 0,4 % 1,0 % 11,4 % 61,3 % 1,6 % 1,5 % 1,2 % 21,6 %

Tiheysmittaukset (NiMH)


14

• Magneettierotus > 1mm raekoolle• Tiheysmittaukset osoittavat myös

painovoimaerotuksen mahdollisuuden

Tiheys (g/cm3)

Fe Ni Co Muut

7,27 58,3 % 11,4 % 0,4 % 29,9 %

Liiketoimintamahdollisuudet

• Varauksen purku– Mahdollinen lisätuote tuomaan lisäarvoa prosessiin– Ylimääräinen esiprosessointi helpottaa koko ketjun

jatkokäsittelyä

• Mekaanisella käsittelyllä rikastetut jakeet– Arvokkaammat lopputuotteet– Mekaaninen käsittely edullisempaa kuin kemiallinen

käsittely

15


Prosessiehdotus litiumioniakkujen käsittelyyn

LiB-murske

Tiheyserottelu

Li + Co

Cu


16

1 mm seulonta

Ylite

Alite Hydrometallurgia

Magneetti-erotus

Al

Fe

Prosessiehdotus NiMH-akkujen käsittelyyn

NiMH-murske

1 mm seulonta

Ylite Magneetti-erotus

Hydrometallurgia REE + Ni


17

Alite

Fe + Ni

Kiitos!

[email protected] kemian tekniikan korkeakoulu

Kemian tekniikan ja metallurgian laitos

severi ojanen/ mekaaninen kierrätys

Presentations & Public Speaking