Transport van nikkelsulfaathexahydraat van batterijkwaliteit: Waarom een fabriek in de EU emmerelevatoren heeft gedumpt

Wat dit artikel behandelt

Nikkelsulfaathexahydraat (NiSO4-6H2O) van batterijkwaliteit is een van de meest veeleisende materialen om te transporteren - het is kleverig, giftig, kristallijn en gevoelig voor vervuiling. Deze casestudy laat zien hoe een hydrometallurgische fabriek in de EU, die 50.000 ton NiSO4-6H2O per jaar produceert voor de EV-markt, de beperkingen van emmerliften heeft overwonnen bij het ontwerpen van de proceslijn voor de kristallisatie van nikkelsulfaat. Het behandelt de specifieke uitdagingen die emmerelevatoren ongeschikt maakten, de apparatuurspecificaties die het EPCM-bedrijf naar Floveyor bracht en hoe een Floveyor Endura F4 aëromechanische transportband met FloDisc® technologie voldeed aan de eisen van de fabriek voor verontreinigingsvrij transport, productintegriteit en 24/7 betrouwbaarheid. De casestudie behandelt ook hoe Floveyor de levering binnen strakke tijdschema's wist te houden ondanks COVID-19 verstoringen in de toeleveringsketen.

De drang naar een alternatief voor traditionele transporttechnologieën

Naarmate de vraag naar alternatieven voor fossiele brandstoffen toeneemt, is de productie van mineralen voor batterijen wereldwijd gestegen. Traditionele methoden voor de verwerking van bulkmateriaal voor deze toepassingen worden heroverwogen vanwege de strenge vervuilingseisen voor batterij mineralen. Een van deze mineralen is nikkelsulfaathexahydraat (NiSO₄-6H₂O), een strategisch materiaal dat wordt gebruikt voor de productie van batterijen voor elektrische voertuigen (EV).

Een nieuwe hydrometallurgische fabriek in de EU is in 2021 in gebruik genomen. Met geïmporteerd laterieterts als basismateriaal wordt een nikkelsulfaatkristallisatieproces gebruikt om nikkelsulfaathexahydraat van batterijkwaliteit te maken. Om aan de internationale vraag naar dit uiterst waardevolle mineraal te voldoen, verontreinigingsvrij transport is nodig om de smaragdgroene kristallen te hanteren.

Eisen aan de installatie om nikkelsulfaathexahydraat te produceren

De fabriek was ontworpen voor een jaarlijkse capaciteit van 50.000 ton NiSO₄-6H₂O in volle productie, waarbij de activiteiten 24 uur per dag, 7 dagen per week worden uitgevoerd. Om aan deze voorwaarden te voldoen, moesten alle fabrieksapparatuur en proceslijntechnologieën een hoge beschikbaarheid en betrouwbaarheid hebben. En ze hadden de apparatuur zo snel mogelijk nodig.

Laadbakken vormen een uitdaging voor de verwerking van mineralen in batterijen

Het EPCM-bedrijf (Engineering, Procurement and Construction Management) dat verantwoordelijk is voor het ontwerp en de inbedrijfstelling van de installatie, gebruikt meestal een combinatie van een doseerschroef en emmerelevator om bulkmaterialen te transporteren. Voor dit project leverden emmerelevatoren problemen op bij het transporteren van NiSO₄-6H₂O.

• NiSO₄-6H₂O kan tijdens het proces uit de droger kleverig worden. Dit veroorzaakt ophoping in elke emmer, creëert een harde korst en leidt uiteindelijk tot defecte machines.
• Het verwijderen van opeenhopingen uit honderden emmers is ongelooflijk schadelijk voor het proces en onpraktisch.
• Emmerelevatoren zijn moeilijk weer online te krijgen na een storing en kunnen dagen offline zijn, waardoor de levering van een kritieke grondstof wordt verstoord.
• Gemorst productresidu is een probleem in elevatoren met emmers omdat het in het mechanisme terechtkomt en de machine uiteindelijk onbruikbaar maakt. Het is ook een kostbaar probleem voor hoogwaardige mineralen zoals NiSO₄-6H₂O.
• NiSO₄-6H₂O is giftig voor mens en milieu. Bedieningspersoneel wordt blootgesteld aan een groot deel van de interne werking van een bekerelevator, wat tot arbo-gerelateerde problemen leidt.
• Er is een volledig afgedicht transportsysteem nodig om ijzerhoudende verontreiniging te voorkomen, maar het is erg duur om een elevator met emmers af te dichten tegen blootstelling aan de atmosfeer.
• Gezien de enorme omvang en het aantal verbindingen in een emmerelevator is de kans op besmetting groter, zelfs als de lift is afgedicht.
• De machine heeft veel interne bewegende onderdelen, zoals bakken, bakscharnieren, enz. Elk van deze onderdelen draagt bij aan het algehele vervuilingsrisico, aangezien de slijtagedeeltjes waarschijnlijk het product zullen bereiken.
• Emmerelevatoren zijn goed voor verticale elevatie over lange afstanden, maar ondervinden problemen bij complexe routes. Dit kan in de toekomst een operationeel probleem worden als de installatie na verloop van tijd verandert.
• Er zijn extra hoogte- en zwaartekrachtgoten nodig om apparatuur stroomafwaarts te voeden, wat aanzienlijke infrastructuurvereisten met zich meebrengt.
• Graafbeker elevatoren zijn traditioneel geschikt voor grotere deeltjes en daarom zijn ze een populaire keuze voor traditionele mijnbouwtoepassingen. Ze hebben te maken met een lagere beschikbaarheid en een hogere uitval bij gebruik van kleinere deeltjes en poeders.

Een betere optie voor het transporteren van nikkelsulfaathexahydraat van batterijkwaliteit

De EPCM realiseerde zich al snel dat een emmerelevator niet ideaal was voor het kristallisatieproces van nikkelsulfaat en begon andere opties te onderzoeken. Gezien Vlotter AMC transportbanden in gebruik bij een andere verwerkingsinstallatie voor nikkelsulfaat, namen ze contact op met Floveyor met de volgende specificaties voor de apparatuur.

• Mineraalstructuur: Kristallijn
• Deeltjesgrootte d50: 700 micron
• Bulkdichtheid: 900-1300 kg/m³
• Normaal debiet: 5.600 kg/hr
• Minimum debiet: 3.900 kg/uur
• Doorvoer: 9 tph
• Stilstandtijd: 10% of minder
• Flexibele uitlaat
• Doseerschroef bij de inlaat

Floveyor FloDisc-technologie® resulteert in de laagst mogelijke wrijving tussen het materiaal en het binnenoppervlak van de buis, waardoor de kristallijne structuur van NiSO₄-6H₂O. Bovendien wordt het risico op vervuiling beter beperkt dan bij welke andere materials handling-oplossing voor gevaarlijke of milieugevoelige materialen dan ook. Geen enkele andere AMC-fabrikant biedt deze voordelen.

Materiaaltesten in het Floveyor R&D-centrum bevestigden alle projectvereisten voor de verwerking van NiSO₄-6H₂O werden gehaald. Als gevolg daarvan werd er een bestelling geplaatst voor een Floveyor Endura F4 en een doseerschroef in januari 2021. Opvallende kenmerken zijn onder andere:

• ~20 meter lange buizen
• Flexibele uitlaat
• Volledig afgedichte transportomgeving
• Minimaal stof, residu en morsen
• Eenvoudige clean-in-place (CIP) met inert gas
• Levensduur van 25 jaar, zelfs bij voortdurend gebruik
• Minimaal onderhoud nodig.

Het logistieke beheer en de klantenservice van Floveyor zorgen voor toegevoegde waarde

Floveyor was in staat om de machines en de proceslijntechnologie te fabriceren om te voldoen aan de krappe doorlooptijden. Ondanks de wereldwijde problemen met de COVID-19 toeleveringsketen had Floveyor als OEM controlemechanismen om ervoor te zorgen dat hun toeleveringsketen voldoende was om aan de vraag te voldoen. Ze verzenden ook rechtstreeks vanuit hun fabriek, dus er was geen tussenpersoon in de leveringslogistiek.

De Floveyor Endura F4 werd in augustus 2021 in gebruik genomen, zoals gepland. De nikkelsulfaat hexahydraat verwerkingsinstallatie kwam online in december 2021 en is volledig operationeel. Een Floveyor met FloDisc-technologie speelt een essentiële rol in de materiaalhantering van batterijkwaliteit mineralen voor de Europese nikkelsulfaatkristallisatorverwerkingsfabriek.

Download ons gegevensblad over de voordelen van het gebruik van Floveyor transportbanden voor de verwerking van mineralen van batterijkwaliteit.

Voor meer informatie over Floveyor in de verwerking van batterijmineralen

Neem contact op als u wilt weten hoe Floveyor u kan helpen met uw uitdagingen op het gebied van batterijmineralen. Meer dan 6.000 Floveyor machines zijn wereldwijd geïnstalleerd, gericht op industrieën zoals de voedingsmiddelen- en drankenindustrie en farmaceutische en chemische verwerking. Deze industrieën profiteren van de unieke eigenschappen van Floveyor's AMC transportmethode voor veilige, hygiënische en stof- en contaminatievrije poederverwerking.