化石燃料の代替燃料としての需要が高まる中、電池用鉱物の生産量は世界的に増加しています。電池用鉱物の厳しい汚染要件により、これらのアプリケーションのバルクマテリアルハンドリングの従来の方法が見直されつつあります。これらの鉱物のひとつである硫酸ニッケル六水和物（NiSO4-6H2O）は、電気自動車（EV）用電池の製造に使用される戦略的な材料である。
EUのグリーンフィールド湿式製錬プラントが2021年に操業を開始しました。輸入したラテライト鉱石を基材に、硫酸ニッケル晶析工程を経て、バッテリーグレードの硫酸ニッケル六水和物を製造します。この非常に貴重な鉱物の国際的な需要に応えるため、エメラルドグリーンの結晶を扱うためのコンタミネーションフリーのコンベヤーが必要とされています。
硫酸ニッケル六水和物製造のためのプラント要件
このプラントは、フル生産時には年間5万トンのNiSO4・6H2Oを生産し、24時間365日稼働するよう設計されていた。その条件を満たすために、すべてのプラント機器とプロセスライン技術に高い稼働率と信頼性が求められた。そして、できるだけ早く設備を導入する必要があった。
バケットエレベーターは、バッテリー鉱物処理に課題をもたらす
プラントの設計と試運転を担当するEPCM（設計・調達・建設）会社は、通常、バルク材の搬送にスクリューフィーダーとバケットエレベーターを組み合わせて使用します。このプロジェクトでは、バケットエレベーターではNiSO4・6H2Oの搬送が困難であった。
- NiSO4-6H2Oは、乾燥機からの工程で粘着性を帯びることがあります。これが各バケットに蓄積され、硬い地殻を作り、最終的に機械の故障につながる。
- 何百ものバケツに溜まったものを取り除くのは、プロセスにとって非常に不利であり、現実的ではありません。
- バケットエレベーターは故障すると復旧が難しく、数日間停止することもあり、重要な商品の供給に支障をきたすことがあります。
- バケットエレベーターでは、こぼれた製品の残渣が機構部に入り込み、最終的には機械を停止させるという問題があります。また、NiSO4-6H2Oのような高価値の鉱物にとって、コストのかかる問題でもあります。
- NiSO4-6H2Oは、人体および環境に対して毒性がある。バケットエレベーターの内部構造物の広い範囲に作業者が暴露されるため、OHSの懸念がある。
- 鉄の汚染を防ぐためには、完全密閉型の搬送システムが必要ですが、バケットエレベーターを大気暴露から密閉するのは非常にコストが高いです。
- バケットエレベーターの大きさや継ぎ目の多さを考えると、密閉していても汚染は起こりやすいのです。
- 機械には、バケット、バケットピボットなど、多くの内部可動部品があります。それぞれ、摩耗粉が製品に到達する可能性が高いため、全体的な汚染リスクを高めることになります。
- バケットエレベーターは、長距離の垂直昇降には向いていますが、複雑な経路に対応する場合には問題が発生します。これは、工場の経年変化に伴い、将来的に運用上の問題となる可能性があります。
- 下流の機器に供給するために、高さと重力シュートを追加する必要があり、重要なインフラ要件が追加されます。
- バケットエレベーターは、従来から大きな粒子に適しており、そのため従来の採掘用途によく使用されています。小さな粒子や粉体に使用すると、稼働率が低下し、故障率が高くなります。
バッテリーグレードの硫酸ニッケル六水和物の輸送のためのより良い選択肢
バケットエレベーターは硫酸ニッケルの晶析工程に適していないことをすぐに理解し、EPCMは他の選択肢を模索し始めました。フロベヤのAMCコンベヤが他のニッケル硫酸塩処理プラントで稼働しているのを見て、彼らは以下の装置仕様でフロベヤにコンタクトを取りました。
- 鉱物の構造結晶性
- 粒子径 d50：700ミクロン
- かさ密度：900～1300kg/m3
- 通常時の流量5600kg/時
- 最小流量3900kg/時
- 処理能力：9 tph
- ダウンタイム：10％以下
- フレキシブルコンセント
- 注入口での定量スクリューフィーダー
フロバイヤーのフロディスク技術®は、材料とパイプ内面との摩擦を可能な限り小さくし、NiSO4-6H2Oの結晶構造を維持するのに役立ちます。さらに、危険物や環境に敏感な物質を取り扱う他のどのようなソリューションよりも、汚染のリスクを軽減することができます。このようなメリットを提供するAMCメーカーは他にありません。
フロベイヤーR&Dセンターでの材料試験により、NiSO4-6H2Oを処理するためのプロジェクト要件がすべて満たされていることが確認されました。その結果、2021年1月にフロベヤ・エンドラF4と 定量供給スクリューフィーダを発注しました。注目すべき機能は以下の通りです。
- ~長さ20mのチューブ
- フレキシブルコンセント
- 完全密閉の搬送環境
- 粉塵、残留物、流出を最小限に抑える
- 不活性ガスによる簡単なクリーンインプレイス（CIP）機能
- 使い続けても25年の長寿命
- メンテナンスの必要性が少ない。
フロベヤの物流管理、顧客サービスで付加価値提供
フローバイヤーは、厳しい納期を守るために、機械とプロセスライン技術を製造することができました。世界中がCOVID-19のサプライチェーン問題の渦中にあるにもかかわらず、フローバイヤーはOEMとして、サプライチェーンが需要を満たすのに十分であることを保証するためのコントロールを行っていました。また、工場から直接出荷しているため、配送の物流に中間業者が入っていない。
フロベヤ・エンドゥラF4は予定通り2021年8月に試運転を行いました。硫酸ニッケル六水和物処理プラントは2021年12月にオンライン化され、フル稼働しています。フロディスク技術を搭載したフロベヤは、欧州の硫酸ニッケル晶析装置処理プラントのバッテリーグレード鉱物のマテリアルハンドリングに不可欠な役割を担っています。
データシートのダウンロード バッテリーグレードの鉱物処理にフロベヤコンベヤを使用する利点について。
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フローバイヤーは、お客様のバッテリーミネラルの課題を解決するために、どのようにお役に立てるか、ご連絡をお待ちしています。フロベヤは、食品・飲料、医薬品・化学品加工などの業界を中心に、世界中で 6,000 台以上設置されています。これらの業界では、安全で衛生的、そして粉塵や汚染のない粉体ハンドリングを実現するフロベヤのAMC搬送方式のユニークな特徴が活かされています。
