Por el equipo de ingeniería de Senjie Filter Press · Última actualización: 2026-09-14
Respuesta rápida: Un filtro prensa para lodos de baterías de litio y reciclaje de masa negra utiliza placas de PP o PP reforzado con fibra de vidrio de 800 a 1500 mm, compresión de membrana a 1,5 a 2,0 MPa y un diseño cerrado. Deshidrata residuos de lixiviación y carbonato de litio hasta 15 a 25% de humedad en ciclos de 40 a 90 minutos, con placas resistentes a ácidos clasificadas para 90 o 120 °C.
Una línea de reciclaje de masa negra puede lixiviar a pH 0,5 a 1,5 y 60 a 90 °C, luego precipitar carbonato de litio a pH 11 a 12. Esta guía cubre las tareas de filtración, materiales, objetivos de humedad de la torta y dimensionamiento para prensas de filtro de membrana en servicio de baterías de litio.
¿Dónde se utiliza un filtro prensa en el reciclaje de lodos de baterías de litio y masa negra?
Se utiliza un filtro prensa en cuatro puntos: deshidratación del residuo de lixiviación de masa negra (grafito e impurezas), lavado de sales de impurezas precipitadas y metales catódicos, deshidratación de cristales de carbonato de litio, y recuperación de sólidos del lodo de ánodo y del agua de lavado de recubrimiento de electrodos.
La masa negra es la fracción triturada y tamizada de celdas agotadas. Contiene de 30 a 50 % de grafito, de 20 a 40 % de óxidos de níquel-cobalto-manganeso, de 3 a 7 % de litio y electrolito residual. Tras la lixiviación con ácido sulfúrico, los metales se disuelven y el grafito más el material no disuelto permanece como una suspensión con 8 a 20 % de sólidos. Este residuo se filtra y se lava para recuperar la solución de lixiviación preñada (PLS) retenida en la torta.
Aguas abajo, la eliminación de hierro, aluminio y cobre produce precipitados de hidróxido gelatinosos que filtran lentamente, mientras que los cristales de sulfato de níquel y cobalto filtran fácilmente. El carbonato de litio precipita como cristales densos a 90 °C y requiere filtración y lavado en caliente para eliminar el sulfato de sodio. El lodo de ánodo a base de agua y el agua de lavado de la línea de recubrimiento contienen sólidos de grafito y aglutinante que una pequeña prensa de cámara recupera antes del tratamiento.
¿Qué humedad de torta puede alcanzar un filtro prensa en el residuo de lixiviación de masa negra?
Un filtro prensa de membrana alcanza una humedad de torta del 15 al 25 % en el residuo de lixiviación de masa negra, en comparación con el 30 al 40 % de una prensa de cámara estándar, porque el residuo rico en grafito se comprime bien bajo un prensado de 1,5 a 2,0 MPa y responde al soplado de aire.
Cada punto porcentual de humedad en el residuo es PLS que contiene níquel, cobalto y litio disueltos. La tabla da valores típicos por servicio, asumiendo una alimentación a 0,6 a 1,0 MPa, prensado a 1,5 a 2,0 MPa donde se indique y un soplado de aire de 0,4 a 0,6 MPa.
| Servicio | Sólidos de alimentación | 压滤机类型 | Humedad de la torta | Tiempo de ciclo | Lavado de torta |
|---|---|---|---|---|---|
| Residuo de lixiviación de masa negra | 8–20% | Membrana | 15–25% | 45–90 min | 2–3 lavados por desplazamiento |
| Torta de impurezas de hidróxido de Fe/Al/Cu | 3–8% | Membrana | 45–60% | 60–120 min | 1–2 lavados |
| Cristales de carbonato de litio | 15–30% | Membrana o cámara | 10–18% | 30–60 min | Agua caliente, 1–2 volúmenes |
| Cristales de sulfato de níquel/cobalto | 20–35% | Cámara | 8–15% | 30–45 min | Lavado con solución saturada |
| Lodos de ánodo / sólidos del agua de lavado del recubrimiento | 2–6% | Cámara | 35–50% | 60–120 min | Ninguna |
Las tortas de impurezas de hidróxido son la excepción. Son gelatinosas y retienen agua incluso bajo presión; 0,5 a 2 kg/t de floculante o precipitación sembrada mejora tanto la velocidad de filtración como la humedad final. Para referencias en otros sectores, véase la tabla de contenido típico de humedad de torta de filtro por industria.
¿Qué materiales de placas y marcos de filtro resisten la lixiviación ácida y el licor de litio caliente?
Las placas de polipropileno (PP) con clasificación de 90 °C soportan licores de lixiviación y precipitación con hasta un 20 % de ácido sulfúrico, y las placas de PP reforzado con fibra de vidrio con clasificación de 120 °C se especifican donde la filtración en caliente de carbonato de litio o la limpieza con vapor supera los 90 °C.
Cámara de PP y placas filtrantes de membrana son inertes a la solución de lixiviación ácida, al cloruro y al licor de litio alcalino caliente dentro de su clasificación de temperatura. Los puntos débiles son las partes metálicas.
- Placas: PP por debajo de 90 °C; PP reforzado con fibra de vidrio para 90 a 120 °C. Especifique una membrana de PP para ácido sulfúrico superior al 10 %.
- Bastidor y vigas: acero al carbono con revestimiento de caucho o revestimiento de PP de 2 a 3 mm para servicio con ácido; vigas laterales y placas de cabezal de SS316 donde el bastidor se lava con ácido o está expuesto a niebla de cloruro.
- Colector de alimentación y tuberías: PP, PVDF o acero revestido de PTFE. Evitar el SS304 desnudo en la alimentación ácida.
- Colgadores de placas y cadena de desplazamiento: SS316 o acero recubierto de PP.
- Tela filtrante: Monofilamento o multifilamento de PP para servicios ácidos; PET solo para licor neutro. Véase la gama de telas para filtro prensa.
El carbonato de litio se filtra a 85 a 95 °C, donde una placa de PP con clasificación de 90 °C fluye bajo una presión de cierre hidráulica de 20 a 25 MPa; las placas de PP reforzadas con fibra de vidrio mantienen su forma. Perry's Chemical Engineers' Handbook, 9th ed. Proporciona tablas de teoría de filtración y compatibilidad de materiales para el diseño detallado.
¿Por qué la filtración de masa negra y litio requiere una prensa de filtro cerrada?
Se necesita una prensa de filtro cerrada porque la suspensión de masa negra libera hidrógeno y vapor de electrolito residual, el licor de lixiviación ácido forma aerosol durante el soplado de aire, y los compuestos de litio y cobalto son polvos clasificados que no deben escapar durante la descarga de la torta.
Un diseño cerrado añade tres elementos. Una bandeja de goteo con un drenaje sellado devuelve el filtrado y el licor de lavado al proceso. Los paneles laterales y superiores encierran el paquete de placas, con un puerto de extracción a un depurador a 2 a 4 cambios de aire por minuto. Una puerta de tipo bomb-bay debajo del paquete de placas se abre solo durante la descarga para que la torta caiga en una tolva bajo presión negativa.
Una prensa controlada por PLC con desplazamiento automático de placas y lavado de telas a 8 a 10 MPa descarga la torta sin que nadie entre en el recinto. El filtrado que contiene ácido libre debe canalizarse en PP o PVDF, nunca a través de un canal abierto.
¿Qué tamaño de prensa de filtro necesita una planta de reciclaje de baterías?
Una planta hidrometalúrgica de masa negra de 5000 a 10000 t/año típicamente necesita una a dos prensas de filtro de membrana con placas de 1000 a 1250 mm y 100 a 250 m² de área de filtración en el servicio de residuo de lixiviación, más prensas más pequeñas de 630 a 800 mm para tortas de impurezas y carbonato de litio.
El residuo de lixiviación de masa negra tiene una densidad de torta húmeda de aproximadamente 1.3 a 1.5 t/m³. Una placa de membrana de 1000 mm con una profundidad de cámara de 32 mm contiene aproximadamente 25 a 28 litros de torta; una placa de 1250 mm contiene 40 a 45 litros; una placa de 1500 mm contiene 65 a 75 litros.
| Masa negra procesada | Residuo de lixiviación (seco) | Plate size | Placas por prensa | Área de filtración | Ciclos por día |
|---|---|---|---|---|---|
| 1.000–2.000 t/año | 1,5–3 t/día | 800 mm | 30–50 | 35–60 m² | 4–6 |
| 3.000–5.000 t/año | 4–7 t/día | 1000 mm | 40–70 | 70–130 m² | 5–8 |
| 5.000–10.000 t/año | 7–14 t/día | 1250 mm | 50–90 | 140–250 m² | 6–10 |
| 10.000–20.000 t/año | 14–28 t/día | 1500 mm | 60–110 | 250–450 m² | 8–12 |
El método para convertir sólidos diarios a recuento de placas está en la guía sobre cómo calcular la capacidad de la prensa de filtro. Para la alimentación, bombas de diafragma accionadas por aire en PP o PVDF apto para residuo ácido hasta 0,7 MPa; se utiliza una bomba de cavidad progresiva revestida de PVDF para alimentación de 1,0 MPa.
¿Cuánto dura un ciclo de prensa de filtro en la filtración de carbonato de litio y sal de cátodo?
Un ciclo de filtración de carbonato de litio en una prensa de membrana tarda de 30 a 60 minutos: de 10 a 20 minutos de alimentación, de 5 a 10 minutos de lavado por desplazamiento en caliente, de 5 a 10 minutos de prensado y soplado de aire, y de 5 a 10 minutos de descarga.
La etapa de lavado controla la pureza del producto. La licor madre de sulfato de sodio se desplaza con 1 a 2 volúmenes de torta de agua desionizada a 80 a 90 °C; el agua de lavado fría redissuelve el carbonato de litio y reduce el rendimiento. El prensado de membrana antes del lavado compacta la torta para que el agua de lavado se mueva como un tapón en lugar de canalizarse.
Los ciclos de residuo de lixiviación de masa negra duran de 45 a 90 minutos porque se necesitan dos o tres lavados para recuperar el PLS de la torta de grafito porosa. Las tortas de hidróxido de impurezas duran de 60 a 120 minutos y establecen el cuello de botella en muchas plantas.
¿Por qué comprar una prensa de filtro de lodos de batería de litio a Senjie?
Senjie es un fabricante con sede en China de prensas de filtro de cámara, membrana y totalmente automáticas, placas de filtro, telas de filtro y bombas de alimentación. Changzhou Senjie Environmental Equipment Co., Ltd. ha construido prensas de filtro desde 2014 y exporta a más de 40 países en el sudeste asiático, India, África, Oriente Medio y América Latina.
Para tareas de reciclaje de baterías, Senjie suministra prensas de membrana con placas de PP o PP reforzado con vidrio de 800 a 1500 mm, componentes de bastidor revestidos de PP o SS316, gabinetes cerrados con puertos de extracción, bandejas de goteo, colectores de alimentación de PVDF y desplazamiento de placas y lavado de telas controlados por PLC, con una prueba de funcionamiento en fábrica antes del envío.
Envíe los datos de su suspensión (% de sólidos, pH, temperatura, tamaño de partícula y tonelaje diario) al Equipo de ingeniería de Senjie para una propuesta de dimensionamiento y cotización.
Preguntas frecuentes
¿Puede una prensa de filtro manejar lodo de lixiviación con ácido sulfúrico proveniente de masa negra?
Sí. Las placas de polipropileno y la tela de PP son inertes al ácido sulfúrico en las concentraciones del 5 al 20% utilizadas en la lixiviación de masa negra, hasta 90 °C. El bastidor, el colector de alimentación y los soportes deben estar revestidos de PP, revestidos de caucho, revestidos de PVDF o ser de SS316 para evitar la corrosión.
¿Qué humedad de torta es posible en carbonato de litio con una prensa de filtro?
Una prensa de filtro de membrana alcanza una humedad de torta del 10 al 18% en cristales de carbonato de litio después del prensado a 1,5 a 2,0 MPa y soplado de aire. Una prensa de cámara sin prensado da del 18 al 25%.
¿Necesito una prensa de filtro de membrana o es suficiente una prensa de cámara?
Use una prensa de membrana para residuos de lixiviación de masa negra, tortas de impurezas de hidróxido y carbonato de litio, donde una humedad de 10 a 15 puntos porcentuales menor recupera solución o producto. Una prensa de cámara es suficiente para cristales de sulfato de níquel y cobalto y sólidos de lodo de ánodo.
¿Qué tamaño de placa es típico para una prensa de filtro de reciclaje de baterías?
La mayoría de las plantas de reciclaje de baterías utilizan placas de 800 a 1500 mm. Las plantas de menos de 2000 t/año de masa negra utilizan prensas de 800 mm; las plantas de 5000 a 10000 t/año utilizan de 1000 a 1250 mm; las líneas más grandes utilizan 1500 mm.
¿Por qué debe cerrarse la prensa de filtro para la masa negra?
La suspensión de masa negra puede liberar hidrógeno y vapor de electrolito, el licor ácido forma aerosol durante el soplado de aire, y los compuestos de cobalto y litio son polvos peligrosos. Una prensa cerrada con bandeja de goteo, puerto de extracción y puerta de descarga tipo bomb-bay contiene los tres.