وحدة تجريبية للكتلة السوداء 50

تكوين مرجعي لوحدة هيدروميتالورجية تجريبية للكتلة السوداء، تنتج عينات من أملاح النيكل والكوبالت والليثيوم لتأهيلها لدى العميل.

النطاق

المفاعل: 200–500 لتر، مبطّن بالزجاج أو من PP، بغلاف ومقلّب ومكثّف، للترشيح الاختزالي بـ H₂SO₄ + H₂O₂.
غسل الغازات: مغسل قلوي للتحكم في SO₂ وضباب الحمض.
الترشيح: مكبس ترشيح صفائحي 0,5–2 م² لإزالة الغرافيت والراسب.
التنعيم: مرشح خرطوشي 1 ميكرومتر، لتغذية الاستخلاص بأقل من 20 جزءاً بالمليون من المواد الصلبة.
منظومة الاستخلاص: مرحلتان استخلاص + مرحلتان استخلاص عكسي، PP/PMMA، لإزالة النحاس وفصل النيكل عن الكوبالت.
الترسيب: مفاعل بجرعات وتحكم في pH، لمنتج كربونات أو هيدروكسيد.
المبلورة: 50–200 لتر، بغلاف وتفريغ، لـ Li₂CO₃ أو الكبريتات.
المرافق: مبرد، وبخار أو سخان كهربائي، وتفريغ، وهواء.

التسلسل أهم من المعدات

المعدات نفسها تستطيع تنفيذ تسلسلات فصل مختلفة. يجب الحسم مبكراً: هل يُزال النحاس بالإحلال أم بالتبادل الأيوني، وهل يُفصل المنغنيز قبل الكوبالت أم بعده، وأين تقع خطوة تنعيم الليثيوم. كل خيار يغيّر الأنابيب وجرعات الكواشف وعدد مراحل الاستخلاص، وإعادة تسليك منصة بعد التشغيل مكلفة جداً.

سلامة ليست اختيارية

جرعات فوق أكسيد الهيدروجين تحتاج تحكماً في الحرارة وانطلاق الغاز، فالترشيح ناشر للحرارة وقد يخرج عن السيطرة. ودائرة الطور العضوي تحتاج حوض احتواء وتأريضاً ومعدات كهربائية مقاومة للانفجار إذا استلزمت نقطة وميض المخفف ذلك. والفلوريد القادم من بقايا الإلكتروليت يهاجم الزجاج، لذا تحقق من مستوى الفلور قبل اختيار مفاعل مبطّن بالزجاج.

المخرجات ونمو الحجم

المخرجات المعتادة 1–5 كغ من كل ملح بأهداف نقاء درجة البطارية، مع موازنة كتلة وجدول توزيع الشوائب. هذه الحزمة هي ما يطلبه مشترو العقود الآجلة.

فوق 100 كغ للدفعة تتغير ثلاثة أمور لا المفاعل: تغذية المواد الصلبة يجب ألا تُكوّن جسوراً، والترشيح يجب أن يفرّغ دون فتح الماكينة، ومخزون المحلول يجب أن يكون كبيراً بحيث لا يلوّث نقل واحد خاطئ الدفعة كلها. والسلامة أيضاً تتوقف عن التوسع خطياً: ترشيح الكتلة السوداء يطلق الهيدروجين، وحاجة التهوية تنمو مع مساحة السطح الحر لكل وعاء مفتوح لا مع الإنتاجية. والقاعدة العملية أن تُصمم الوحدة حول تسلسل النقل والترشيح ثم يُقاس المفاعل ليلائمه، لا العكس.