Piloto de black mass 50–100 kg/lote: configuración

Una configuración de referencia para una planta piloto hidrometalúrgica de black mass que produce muestras de sales de níquel, cobalto y litio para calificación por parte del cliente.

Alcance

Reactor: 200–500 L, vidriado o PP, con camisa, agitador y condensador, para lixiviación reductora con H₂SO₄ + H₂O₂.
Lavado de gases: scrubber cáustico para control de SO₂ y niebla ácida.
Filtración: filtro prensa de placas y marcos, 0,5–2 m², para retirar grafito y residuo.
Pulido: filtro de cartucho de 1 µm, para entregar menos de 20 ppm de sólidos al circuito SX.
Banco SX: 2 etapas de extracción + 2 de reextracción en PP/PMMA, para retirar cobre y separar Ni/Co.
Precipitación: reactor con dosificación y control de pH, para producto carbonato o hidróxido.
Cristalizador: 50–200 L, encamisado y con vacío, para Li₂CO₃ o sulfato.
Servicios: enfriador, vapor o calentador eléctrico, vacío y aire.

La secuencia importa más que el equipo

El mismo equipo puede ejecutar secuencias de separación distintas. Hay que decidir pronto si el cobre se retira por cementación o por intercambio iónico, si el manganeso se separa antes o después del cobalto y en qué punto se sitúa el pulido de litio. Cada elección cambia la tubería, la dosificación de reactivos y el número de etapas de SX, y re-tuberizar un skid después de la puesta en marcha es caro.

Seguridad que no es opcional

La dosificación de peróxido de hidrógeno exige control de temperatura y de evolución de gas: la lixiviación es exotérmica y puede desbocarse. El circuito de orgánico necesita cubeto, puesta a tierra y material eléctrico antideflagrante si el punto de inflamación del diluyente lo exige. El fluoruro procedente del residuo de electrolito ataca el vidrio: confirme el nivel de F antes de elegir un reactor vidriado.

Entregables y crecimiento de escala

Las salidas típicas son 1–5 kg de cada sal con objetivos de pureza grado batería, más un balance de masa y una tabla de distribución de impurezas. Ese paquete es lo que piden los compradores de offtake.

Por encima de 100 kg por lote cambian tres cosas, no el reactor: la alimentación de sólidos debe dejar de formar puentes, la filtración debe descargar sin abrir la máquina y el inventario de solución debe ser lo bastante grande para que una transferencia mal secuenciada no contamine todo el lote. A una tonelada por día también crece la ventilación, porque la demanda sigue la superficie libre de cada recipiente abierto y no el caudal. Diseñe el piloto alrededor de la secuencia de transferencia y filtración y luego dimensione el reactor: es la regla práctica que evita el sobrecosto.