بواسطة فريق هندسة مكبس الترشيح Senjie · آخر تحديث: 2026-09-14
إجابة سريعة: يستخدم مكبس الترشيح لملاط بطاريات الليثيوم وإعادة تدوير الكتلة السوداء ألواح PP أو PP المقواة بالألياف الزجاجية بمقاسات من 800 إلى 1500 مم، وضغط غشائي من 1.5 إلى 2.0 ميجاباسكال، وتصميم مغلق. يقوم بنزع الماء من مخلفات الترشيح وكربونات الليثيوم إلى رطوبة تتراوح بين 15 و25% في دورات تستغرق من 40 إلى 90 دقيقة، مع ألواح مقاومة للأحماض مصنفة لتحمل 90 أو 120 درجة مئوية.
قد يقوم خط إعادة تدوير الكتلة السوداء بالترشيح عند pH من 0.5 إلى 1.5 ودرجة حرارة من 60 إلى 90 درجة مئوية، ثم يرسّب كربونات الليثيوم عند pH من 11 إلى 12. يغطي هذا الدليل مهام الترشيح والمواد وأهداف رطوبة الكعكة وتحديد الحجم لـ مكابس الترشيح الغشائية في خدمة بطاريات الليثيوم.
أين يُستخدم مكبس الترشيح في ملاط بطاريات الليثيوم وإعادة تدوير الكتلة السوداء؟
يُستخدم مكبس الترشيح في أربع نقاط: تجفيف مخلفات نض الحمأة السوداء (الجرافيت والشوائب)، وغسل الشوائب المترسبة وأملاح المعادن الكاثودية، وتجفيف بلورات كربونات الليثيوم، واستعادة المواد الصلبة من معلقات الأنود ومياه غسل طلاء الأقطاب.
الحمأة السوداء هي الجزء الممزق والمنخل من الخلايا المستهلكة. تحتوي على 30 إلى 50% جرافيت، و20 إلى 40% أكاسيد النيكل والكوبالت والمنغنيز، و3 إلى 7% ليثيوم وإلكتروليت متبقٍ. بعد النض بحمض الكبريتيك، تذوب المعادن ويبقى الجرافيت والمواد غير المذابة كمعلقات بنسبة 8 إلى 20% مواد صلبة. يُرشح هذا المخلف ويُغسل لاستعادة محلول النض الحامل (PLS) المحتجز في الكيك.
في المراحل اللاحقة، ينتج عن إزالة الحديد والألومنيوم والنحاس رواسب هيدروكسيد هلامية تُرشَّح ببطء، بينما تُرشَّح بلورات كبريتات النيكل والكوبالت بسهولة. يترسب كربونات الليثيوم على شكل بلورات كثيفة عند 90 °C ويحتاج إلى ترشيح وغنل ساخنين لإزالة كبريتات الصوديوم. تحمل المعلقات المائية لأنود البطاريات ومياه غسل خط الطلاء مواد الجرافيت والرابط الصلبة التي يستعيدها مكبس صغير ذو حجرة قبل المعالجة.
ما نسبة رطوبة الكعكة التي يمكن لمكبس الترشيح تحقيقها على مخلفات نضّ الكتلة السوداء؟
يحقق مكبس الترشيح الغشائي رطوبة كعكة تتراوح بين 15 و25% على مخلفات نضّ الكتلة السوداء، مقارنة بـ 30 إلى 40% على مكبس حجري قياسي، لأن المخلفات الغنية بالجرافيت تنضغط جيداً تحت ضغط عصر يبلغ 1.5 إلى 2.0 MPa وتستجيب للنفخ الهوائي.
كل نقطة مئوية من الرطوبة في المخلفات هي محلول نضّ حامل يحتوي على نيكل وكوبالت وليثيوم مذابة. يوضح الجدول القيم النموذجية حسب المهمة، بافتراض تغذية عند 0.6 إلى 1.0 MPa، وعصر عند 1.5 إلى 2.0 MPa حيث يُذكر ذلك، ونفخ هوائي عند 0.4 إلى 0.6 MPa.
| المهمة | المواد الصلبة في التغذية | نوع المكبس | رطوبة الكعكة | زمن الدورة | غسل الكعكة |
|---|---|---|---|---|---|
| بقايا نضّ السائل الأسود | 8–20% | غشائي | 15–25% | 45–90 دقيقة | 2–3 غسلات إزاحة |
| كعكة شوائب هيدروكسيد Fe/Al/Cu | 3–8% | غشائي | 45–60% | 60–120 دقيقة | 1–2 غسلات |
| بلورات كربونات الليثيوم | 15–30% | غشاء أو حجرة | 10–18% | 30–60 دقيقة | ماء ساخن، 1–2 حجم |
| بلورات كبريتات النيكل/الكوبالت | 20–35% | غرفة | 8–15% | 30–45 دقيقة | غسل بمحلول مشبع |
| مواد صلبة من ماء غسل ملاط الأنود / الطلاء | 2–6% | غرفة | 35–50% | 60–120 دقيقة | لا يوجد |
كعكات شوائب الهيدروكسيد هي الاستثناء. فهي هلامية وتحتفظ بالماء حتى تحت الضغط؛ 0.5 إلى 2 كجم/طن من المندمج أو الترسيب بالبذور يحسّن معدل الترشيح والرطوبة النهائية. للمعايير المرجعية في القطاعات الأخرى، انظر جدول محتوى الرطوبة النموذجي لكعكة المرشح حسب الصناعة.
أي مواد ألواح وإطارات المرشح تقاوم النض الحمضي ومحلول الليثيوم الساخن؟
ألواح البولي بروبيلين (PP) المصنفة حتى 90 °C تتعامل مع سوائل النض والترسيب حتى 20% حمض الكبريتيك، وتُحدد ألواح PP المعززة بالألياف الزجاجية المصنفة حتى 120 °C حيث يتجاوز ترشيح كربونات الليثيوم الساخنة أو التنظيف بالبخار 90 °C.
غرفة PP و ألواح المرشح الغشائية خاملة تجاه محلول النض الحمضي والكلوريد ومحلول الليثيوم القلوي الساخن ضمن تصنيفها الحراري. نقاط الضعف هي الأجزاء المعدنية.
- الألواح: PP أقل من 90 °C؛ PP المعزز بالألياف الزجاجية من 90 إلى 120 °C. حدد غشاء PP لحمض الكبريتيك فوق 10%.
- الإطار والعوارض: الفولاذ الكربوني مع بطانة مطاطية أو تغليف PP بسماكة 2 إلى 3 مم لخدمة الأحماض؛ عوارض جانبية SS316 وألواح رأس حيث يُغسل الإطار بالحمض أو يتعرض لرذاذ الكلوريد.
- مشعب التغذية والأنابيب: PP أو PVDF أو فولاذ مبطن بـ PTFE. تجنب SS304 العاري في تغذية الحمض.
- علاقات الألواح وسلسلة الإزاحة: SS316 أو فولاذ مطلي بـ PP.
- قماش الفلتر: خيوط PP أحادية أو متعددة للخدمات الحمضية؛ PET فقط للسائل المتعادل. انظر نطاق قماش مكبس الترشيح.
يتم ترشيح كربونات الليثيوم عند 85 إلى 95 °C، حيث تزحف لوحة PP المصنفة حتى 90 °C تحت ضغط إغلاق هيدروليكي من 20 إلى 25 MPa؛ تحافظ ألواح PP المعززة بالألياف الزجاجية على شكلها. دليل بيري للمهندسين الكيميائيين، الطبعة التاسعة. يقدم نظرية الترشيح وجداول التوافق مع المواد للتصميم التفصيلي.
لماذا يحتاج ترشيح الكتلة السوداء والليثيوم إلى مكبس ترشيح مغلق؟
هناك حاجة إلى مكبس ترشيح مغلق لأن ملاط الكتلة السوداء يطلق الهيدروجين وبخار الإلكتروليت المتبقي، ومحلول الترشيح الحمضي يشكل رذاذًا أثناء نفخ الهواء، ومركبات الليثيوم والكوبالت مصنفة كأغبرة يجب ألا تتسرب أثناء تفريغ الكعكة.
يضيف التصميم المغلق ثلاثة عناصر. صينية تقطير مع مصرف محكم الإغلاق تعيد الرشاحة ومحلول الغسل إلى العملية. ألواح جانبية وعلوية تحيط بحزمة الألواح، مع منفذ استخلاص إلى جهاز غسل الغازات بمعدل 2 إلى 4 تغييرات هواء في الدقيقة. باب من نوع حجرة القنابل تحت حزمة الألواح يفتح فقط أثناء التفريغ حتى تسقط الكعكة في قادوس تحت ضغط سلبي.
مكبس يتم التحكم فيه بواسطة PLC مع إزاحة تلقائية للألواح وغسل للأقمشة عند 8 إلى 10 ميجاباسكال يفرغ الكعكة دون دخول أي شخص إلى الحاوية. يجب أن تُنقل الرشاحة المحتوية على حمض حر عبر أنابيب PP أو PVDF، وليس أبدًا عبر قناة مفتوحة.
ما حجم مكبس الترشيح الذي يحتاجه مصنع إعادة تدوير البطاريات؟
يحتاج مصنع هيدروميتالورجي للكتلة السوداء بطاقة 5000 إلى 10000 طن/سنة عادةً إلى واحد إلى اثنين من مكابس الترشيح الغشائية بألواح 1000 إلى 1250 مم ومساحة ترشيح 100 إلى 250 م² في مهمة مخلفات الترشيح، بالإضافة إلى مكابس أصغر بحجم 630 إلى 800 مم لكعكات الشوائب وكربونات الليثيوم.
تبلغ كثافة الكعكة الرطبة لمخلفات ترشيح الكتلة السوداء حوالي 1.3 إلى 1.5 طن/م³. يحمل لوح غشائي بحجم 1000 مم بعمق حجرة 32 مم حوالي 25 إلى 28 لترًا من الكعكة؛ ويحمل لوح بحجم 1250 مم 40 إلى 45 لترًا؛ ويحمل لوح بحجم 1500 مم 65 إلى 75 لترًا.
| الكتلة السوداء المعالجة | مخلفات الترشيح (جافة) | حجم اللوح | عدد الأطباق لكل مكبس | مساحة الفلتر | الدورات لكل يوم |
|---|---|---|---|---|---|
| 1,000–2,000 طن/سنة | 1.5–3 طن/يوم | 800 mm | 30–50 | 35–60 م² | 4–6 |
| 3,000–5,000 طن/سنة | 4–7 طن/يوم | 1000 mm | 40–70 | 70–130 م² | 5–8 |
| 5,000–10,000 طن/سنة | 7–14 طن/يوم | 1250 مم | 50–90 | 140–250 م² | 6–10 |
| 10,000–20,000 طن/سنة | 14–28 طن/يوم | 1500 مم | 60–110 | 250–450 م² | 8–12 |
طريقة تحويل المواد الصلبة اليومية إلى عدد الأطباق موجودة في الدليل على كيف يتم حساب سعة مكبس الترشيح. للتغذية، مضخات الحجاب الحاجز التي تعمل بالهواء المضغوط في PP أو PVDF تناسب بقايا الحمض حتى 0.7 ميجاباسكال؛ تُستخدم مضخة تجويف متقدم مبطنة بـ PVDF لتغذية 1.0 ميجاباسكال.
كم تستغرق دورة مكبس الترشيح في ترشيح كربونات الليثيوم وملح الكاثود؟
تستغرق دورة ترشيح كربونات الليثيوم على مكبس غشائي من 30 إلى 60 دقيقة: 10 إلى 20 دقيقة للتغذية، و5 إلى 10 دقائق للغسل الإزاحي الساخن، و5 إلى 10 دقائق للعصر والنفخ الهوائي، و5 إلى 10 دقائق للتفريغ.
تتحكم خطوة الغسل في نقاء المنتج. يُستبدل المحلول الأم لكبريتات الصوديوم بحجم 1 إلى 2 من حجم الكعكة من الماء منزوع الأيونات عند 80 إلى 90 °C؛ ماء الغسل البارد يعيد إذابة كربونات الليثيوم ويخفض الإنتاجية. العصر الغشائي قبل الغسل يضغط الكعكة بحيث يتحرك ماء الغسل ككتلة دافعة بدلاً من التشكل القنوي.
تستغرق دورات مخلفات ترشيح الكتلة السوداء من 45 إلى 90 دقيقة لأن هناك حاجة إلى غسلتين أو ثلاث لغسل لاستعادة PLS من كعكة الجرافيت المسامية. تستغرق كعكات هيدروكسيد الشوائب من 60 إلى 120 دقيقة وتحدد عنق الزجاجة في العديد من المصانع.
لماذا تشتري مكبس ترشيح ملاط بطارية الليثيوم من Senjie؟
Senjie شركة تصنيع مقرها الصين لمكابس الترشيح الغرفية والغشائية والكاملة الأوتوماتيكية، وألواح الترشيح، وقماش الترشيح، ومضخات التغذية. تقوم Changzhou Senjie Environmental Equipment Co., Ltd. بتصنيع مكابس الترشيح منذ عام 2014 وتصدر إلى أكثر من 40 دولة عبر جنوب شرق آسيا والهند وأفريقيا والشرق الأوسط وأمريكا اللاتينية.
لمهام إعادة تدوير البطاريات، توفر Senjie مكابس غشائية بألواح PP أو PP معززة بالألياف الزجاجية بمقاسات 800 إلى 1500 مم، ومكونات إطار مكسوة بـ PP أو SS316، وخزائن مغلقة بمنافذ استخلاص، وصواني تقطير، ومشعبات تغذية PVDF، وتحريك الألواح وغسل القماش المتحكم بهما عبر PLC، مع تشغيل اختباري في المصنع قبل الشحن.
أرسل بيانات الملاط الخاصة بك (نسبة المواد الصلبة %، الأس الهيدروجيني، درجة الحرارة، حجم الجسيمات والإنتاج اليومي بالطن) إلى فريق هندسة Senjie للحصول على عرض سعر وتقدير للحجم.
الأسئلة الشائعة
هل يمكن لمكبس الترشيح التعامل مع ملاط الرشح بحمض الكبريتيك من الكتلة السوداء؟
نعم. ألواح البولي بروبيلين وقماش PP خاملة تجاه حمض الكبريتيك عند التركيزات المستخدمة في رشح الكتلة السوداء من 5 إلى 20%، حتى 90 °C. يجب أن يكون الإطار ومشعب التغذية والمعلقات مكسوة بـ PP أو مبطنة بالمطاط أو مبطنة بـ PVDF أو من SS316 لتجنب التآكل.
ما رطوبة الكيك الممكنة على كربونات الليثيوم باستخدام مكبس الترشيح؟
يصل مكبس الترشيح الغشائي إلى رطوبة كيك من 10 إلى 18% على بلورات كربونات الليثيوم بعد العصر عند 1.5 إلى 2.0 MPa ونفخ الهواء. أما المكبس الحجري بدون عصر فيعطي 18 إلى 25%.
هل أحتاج إلى مكبس ترشيح غشائي أم يكفي المكبس الحجري؟
استخدم المكبس الغشائي لمخلفات رشح الكتلة السوداء وكيك الشوائب الهيدروكسيدية وكربونات الليثيوم، حيث تؤدي رطوبة أقل بمقدار 10 إلى 15 نقطة مئوية إلى استعادة المحلول أو المنتج. المكبس الحجري كافٍ لبلورات كبريتات النيكل والكوبالت ومواد ملاط الأنود.
ما حجم الألواح المعتاد لمكبس ترشيح إعادة تدوير البطاريات؟
تستخدم معظم مصانع إعادة تدوير البطاريات ألواحًا بمقاس 800 إلى 1500 مم. المصانع التي تنتج أقل من 2000 طن سنويًا من الكتلة السوداء تستخدم مكابس 800 مم؛ المصانع التي تنتج من 5000 إلى 10000 طن سنويًا تستخدم 1000 إلى 1250 مم؛ الخطوط الأكبر تستخدم 1500 مم.
لماذا يجب أن يكون مكبس الترشيح مغلقًا للكتلة السوداء؟
يمكن أن يُطلق ملاط الكتلة السوداء الهيدروجين وبخار الإلكتروليت، ويتشكل السائل الحمضي على شكل رذاذ أثناء نفخ الهواء، ومركبات الكوبالت والليثيوم هي غبار خطير. المكبس المغلق المزود بصينية تقطير ومنفذ استخلاص وباب تفريغ على شكل حجرة القنابل يحتوي الثلاثة جميعًا.