إعادة تدوير الكتلة السوداء: الاستخراج والتنقية والفصل خطوة بخطوة

تحتوي الكتلة السوداء — مادة الكاثود والأنود المقطّعة — على النيكل والكوبالت والمنغنيز والليثيوم والنحاس والألومنيوم والجرافيت. والمسار التالي هو القلب الهيدروميتالورجي؛ أما المعالجة الميكانيكية (التفريغ والتقطيع والفصل بالكثافة) فتسبقه وتحدد نظافة التغذية.

المسار خطوة بخطوة

ثلاثة قرارات تحدد الخط كله

الفلوريد والألومنيوم. تجلب بقايا الإلكتروليت الفلوريد الذي يهاجم الزجاج والتيتانيوم. يُتحقق من الفلوريد والألومنيوم قبل اختيار المواد، فالتحليل وحده يغيّر مواصفات المفاعل في كثير من الحالات.

تسلسل الفصل. إزالة النحاس قبل النيكل والكوبالت تحمي المستخلص؛ والإزالة المبكرة للمنغنيز تبسّط استخلاص الكوبالت. وكل خيار يغيّر عدد مراحل الاستخلاص واستهلاك الكواشف.

توقيت الليثيوم. استرجاع الليثيوم في النهاية يركّز الشوائب معه. وإذا كان الهدف كربونات بدرجة البطاريات، فخطّطوا لخط تلميع بالتبادل الأيوني قبل الكربنة.

الحجم التجريبي والحد الاقتصادي

وحدة بسعة 50–100 كغ للدفعة، مع مفاعل 200 لتر ومكبس ترشيح ومجموعتَي استخلاص ومبلور صغير، تكفي لإنتاج أملاح نموذجية لتأهيل العميل. أما الخط الكامل حتى أملاح النيكل والكوبالت والليثيوم فلا يُغطي كلفته إلا فوق نحو 500 طن سنويًا من التغذية، لأن التنقية والتبلور يحملان تكاليف ثابتة لا تنخفض مع المعدل. ودون هذا الحد يُكتفى بالاستخراج والتوضيح، أو يُضاف ترسيب هيدروكسيد مختلط ودائرة كربونات ليثيوم: يحقق ذلك أعلى منتجَين قيمة بنحو 60 % من معدات الخط الكامل، ويترك فصل النيكل والكوبالت لمن لديه خبرة في الاستخلاص بالمذيبات.

أرسلوا تحليل الكتلة السوداء مع الفلوريد والألومنيوم والنحاس والجرافيت، وسنقترح تسلسل الفصل وقائمة المعدات.