Förderung von Nickelsulfat-Hexahydrat in Batteriequalität: Warum ein EU-Werk die Becherwerke abgeschafft hat

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Nickelsulfathexahydrat (NiSO4-6H2O) in Batteriequalität ist eines der schwierigsten Fördergüter - es ist klebrig, giftig, kristallin und anfällig für Verunreinigungen. Diese Fallstudie zeigt, wie ein hydrometallurgisches Werk in der EU, das jährlich 50.000 Tonnen NiSO4-6H2O in Batteriequalität für den Elektrofahrzeugmarkt herstellt, bei der Konstruktion seiner Prozesslinie für den Nickelsulfatkristallisator die Grenzen von Becherwerken überwunden hat. Der Bericht beschreibt die spezifischen Herausforderungen bei der Handhabung, die Becherwerke ungeeignet machten, die Ausrüstungsspezifikationen, die das EPCM-Unternehmen an Floveyor herantrug, und wie ein aeromechanischer Floveyor Endura F4-Förderer mit FloDisc®-Technologie die Anforderungen des Werks an kontaminationsfreie Förderung, Produktintegrität und Zuverlässigkeit rund um die Uhr erfüllte. In der Fallstudie wird auch beschrieben, wie Floveyor trotz der Unterbrechung der COVID-19-Lieferkette die Lieferung innerhalb enger Zeitvorgaben bewältigte.

Das Streben nach einer Alternative zu herkömmlichen Fördertechnologien

Da die Nachfrage nach Alternativen zu fossilen Brennstoffen steigt, hat die Produktion von Batteriemineralien weltweit zugenommen. Traditionelle Methoden für die Handhabung von Schüttgut für diese Anwendungen werden aufgrund der strengen Kontaminationsanforderungen für Batterie-Mineralien. Eines dieser Minerale ist Nickelsulfathexahydrat (NiSO₄-6H₂O), einem strategischen Material für die Herstellung von Batterien für Elektrofahrzeuge (EV).

Eine hydrometallurgische Anlage auf der grünen Wiese in der EU wurde 2021 in Betrieb genommen. Unter Verwendung von importiertem Lateriterz als Ausgangsmaterial wird in einem Nickelsulfat-Kristallisationsverfahren Nickelsulfat-Hexahydrat in Batteriequalität hergestellt. Damit soll die internationale Nachfrage nach diesem äußerst wertvollen Mineral gedeckt werden, kontaminationsfreies Fördern ist erforderlich, um die smaragdgrünen Kristalle zu verarbeiten.

Anforderungen an die Anlage zur Herstellung von Nickelsulfathexahydrat

Die Anlage wurde für eine Jahreskapazität von 50.000 Tonnen NiSO₄-6H₂O bei voller Produktion, d. h. 24 Stunden am Tag, 7 Tage die Woche. Um diese Bedingungen zu erfüllen, musste die gesamte Anlagen- und Prozesslinientechnik eine hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit aufweisen. Und sie brauchten die Ausrüstung so schnell wie möglich.

Becherwerke sind eine Herausforderung für die Verarbeitung von Batteriemineralien

Das EPCM-Unternehmen (Engineering, Procurement and Construction Management), das für die Planung und Inbetriebnahme der Anlage verantwortlich ist, verwendet in der Regel eine Kombination aus einem Schneckenaufgeber und Becherwerk zur Förderung von Schüttgut. Bei diesem Projekt bereiteten Becherwerke Schwierigkeiten bei der Förderung von NiSO₄-6H₂O.

• NiSO₄-6H₂O kann im Laufe des Prozesses durch den Trockner klebrig werden. Dies führt zu Ablagerungen in den einzelnen Eimern, bildet eine harte Kruste und führt schließlich zu einem Maschinenausfall.
• Das Entfernen von Ablagerungen aus Hunderten von Eimern ist für den Prozess äußerst nachteilig und unpraktisch.
• Becherelevatoren lassen sich nach einem Ausfall nur schwer wieder in Betrieb nehmen und können tagelang ausfallen, wodurch die Versorgung mit einem wichtigen Rohstoff unterbrochen wird.
• Verschüttete Produktreste sind in Becherwerken problematisch, weil sie in den Mechanismus gelangen und schließlich die Maschine außer Betrieb setzen. Es ist auch ein kostspieliges Problem für hochwertige Mineralien wie NiSO₄-6H₂O.
• NiSO₄-6H₂O ist giftig für Mensch und Umwelt. Die Bediener sind einem großen Teil des Innenlebens eines Becherelevators ausgesetzt, was zu Arbeitsschutzproblemen führt.
• Ein vollständig abgedichtetes Fördersystem ist erforderlich, um eisenhaltige Verunreinigungen zu verhindern, aber es ist extrem kostspielig, ein Becherwerk gegen die Atmosphäre abzudichten.
• Angesichts der schieren Größe und Anzahl der Verbindungen in einem Becherwerk ist eine Verunreinigung wahrscheinlicher, selbst wenn es versiegelt ist.
• Die Maschine hat viele interne bewegliche Teile wie Schaufeln, Schaufelzapfen usw. Jedes dieser Teile trägt zum Gesamtverschmutzungsrisiko bei, da die Verschleißpartikel wahrscheinlich das Produkt erreichen.
• Becherwerke eignen sich gut für den vertikalen Aufstieg über große Entfernungen, haben aber Probleme, wenn es um komplexe Strecken geht. Dies könnte in Zukunft zu einem betrieblichen Problem werden, wenn sich die Anlage im Laufe der Zeit verändert.
• Für die Beschickung nachgeschalteter Anlagen sind zusätzliche Höhen- und Schwerkraftrutschen erforderlich, was einen erheblichen zusätzlichen Infrastrukturbedarf bedeutet.
• Becherwerke sind traditionell für größere Partikel geeignet, weshalb sie eine beliebte Wahl für traditionelle Bergbauanwendungen sind. Bei kleineren Partikeln und Pulvern sind sie weniger verfügbar und haben höhere Ausfallraten.

Eine bessere Option für die Förderung von Nickelsulfathexahydrat in Batteriequalität

Schnell wurde klar, dass ein Becherwerk für einen Nickelsulfat-Kristallisatorprozess nicht ideal war, und so begann EPCM, andere Optionen zu untersuchen. Nachdem er gesehen hatte Flurförderer AMC Förderer in einer anderen Nickelsulfataufbereitungsanlage in Betrieb waren, wandte man sich an Floveyor mit den folgenden Ausrüstungsspezifikationen.

• Mineralische Struktur: kristallin
• Partikelgröße d50: 700 Mikrometer
• Schüttdichte: 900-1300 kg/m³
• Normaler Durchfluss: 5.600 kg/Std.
• Minimaler Durchfluss: 3.900 kg/Std.
• Durchsatz: 9 t/h
• Ausfallzeit: 10% oder weniger
• Flexibler Auslass
• Dosierschnecke am Einlauf

Floveyor's FloDisc Technologie® führt zu einer möglichst geringen Reibung zwischen dem Material und der inneren Rohroberfläche, was zur Erhaltung der kristallinen Struktur von NiSO₄-6H₂O. Darüber hinaus wird das Kontaminationsrisiko besser als bei jeder anderen Materialtransportlösung für gefährliche oder umweltsensible Materialien gemindert. Kein anderer AMC-Hersteller bietet diese Vorteile.

Die Materialtests im Floveyor-Forschungszentrum bestätigten alle Projektanforderungen für die Verarbeitung von NiSO₄-6H₂O erfüllt wurden. Infolgedessen wurden ein Floveyor Endura F4 und ein Dosierschneckenförderer im Januar 2021. Zu den bemerkenswerten Merkmalen gehören:

• ~20 Meter lange Rohre
• Flexibler Auslass
• Vollständig abgedichtete Förderumgebung
• Minimale Staubentwicklung, Rückstände und Verschüttungen
• Einfache CIP-Reinigung (Clean-in-Place) mit Inertgas
• 25 Jahre Lebensdauer, auch bei ständigem Gebrauch
• Minimaler Wartungsaufwand.

Das Logistikmanagement und der Kundendienst von Floveyor bieten einen Mehrwert

Floveyor war in der Lage, die Maschinen und die Anlagentechnik so zu fertigen, dass die kurzen Durchlaufzeiten eingehalten werden konnten. Trotz der weltweiten Probleme mit der COVID-19-Lieferkette verfügte Floveyor als Erstausrüster über Kontrollmechanismen, um sicherzustellen, dass seine Lieferkette die Nachfrage befriedigen konnte. Außerdem liefern sie direkt von ihrem Werk aus, so dass es keinen Zwischenhändler in der Lieferlogistik gab.

Der Floveyor Endura F4 wurde wie geplant im August 2021 in Betrieb genommen. Die Anlage zur Verarbeitung von Nickelsulfat-Hexahydrat wurde im Dezember 2021 in Betrieb genommen und ist voll funktionsfähig. Ein Floveyor mit FloDisc-Technologie spielt eine wesentliche Rolle beim Materialtransport von Mineralien in Batteriequalität für die europäische Nickelsulfat-Kristallisator-Aufbereitungsanlage.

Laden Sie unser Datenblatt herunter über die Vorteile des Einsatzes von Floveyor-Förderern für den Umschlag batteriehaltiger Mineralien.

Für mehr über Floveyor in der Batteriemineralienverarbeitung

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