Skandinavischer Batteriehersteller nutzt gasdichtes Recyclingverfahren von BHS-Sonthofen

November 2020

Die Referenz auf einen Blick

Projekt:

Recycling und Aufbereitung von entladenen Lithium-Ionen-Batterien

Technologie:

BHS Rotorschere (Typ VR) zur Vorzerkleinerung, Universal-Shredder (Typ NGU), Chargentrockner (Typ AVA-HCT), Rotorschleuderbrecher (Typ RSMX) und intelligente Steuerungslösung

Einsatzort:

Skandinavien

Branche:

Recycling

Anwendung:

Batterierecycling

Lösung:

Neues, gasdichtes Verfahren mit zweistufiger Zerkleinerung in Schutzatmosphäre und Trocknung zur Abschneidung der Elektrolyte sowie Rückgewinnung und Rückführung der Wertstoffe in den Materialkreislauf

Klimadebatte, verstärktes Umweltbewusstsein, hohe Benzinpreise und Abgasskandale machen E-Autos immer beliebter – doch was tun, wenn die Rohstoffe für die Herstellung von E-Autobatterien zu Ende gehen? Und wohin anschließend mit den ausgedienten Akkus? Ein skandinavischer Batteriehersteller hat es sich zum Ziel gesetzt, alte Elektroauto-Batterien zu recyclen und die enthaltenen seltenen Erden zur Herstellung neuer Batterien wiederzuverwerten. Mithilfe des neuen, sicheren Recyclingverfahrens von BHS schlägt er gleich zwei Fliegen mit einer Klappe: Zum einen enden die wertvollen Mineralien nicht als Elektroschrott, zum anderen wirkt das Verfahren der drohenden Knappheit an seltenen Erden wie Nickel, Lithium, Kobalt, und Mangan entgegen.

Ein skandinavischer Hersteller von Lithium-Ionen-Batterien für Elektroautos möchte bis 2030 etwa die Hälfte seiner benötigten seltenen Erden aus Recycling gewinnen. Für dieses ehrgeizige Vorhaben installierte er eine Pilotanlage zur Erprobung des geeigneten Recyclingverfahrens. Herzstück dieses Entwicklungsstandorts ist eine Recyclinganlage von BHS-Sonthofen. Der innovative Prozess ist zum Großteil gasdicht ausgelegt und findet von der Zerkleinerung bis hin zum Trockner, wo die Elektrolyte abgetrennt und unschädlich gemacht werden, unter Schutzatmosphäre statt. So vermeidet BHS die wesentlichen Gefahren im Recyclen von Batterien: Brände und das Austreten von giftigen Gasen.

Bereits vor dem ersten Verfahrensschritt – die Zerkleinerung der Batterien – durchläuft das Aufgabematerial eine Schleuse zum gasdichten Bereich. Dabei übernimmt die BHS Rotorschere (Typ VR) die Vorzerkleinerung. Dieser langsam laufende Zweiwellen-Zerkleinerer trennt sperrigere Batterien und Packs zuverlässig mit seinen ineinandergreifenden Schneidwerkzeugen auf. Im Hauptzerkleinerungsschritt wird die vorzerkleinerte Fraktion in einem Einwellen-Zerkleinerer auf die Zielgröße gebracht. Für diesen Schritt eignet sich der mit Messern bestückte Rotor des Universal-Shredders (Typ NGU) von BHS optimal.

Zur weiteren Verarbeitung kommen die zerkleinerten Bestandteile in einen chargenweise arbeitenden Trockner (Typ AVA-HTC) von BHS. Der Chargentrockner befreit das Material unter Schutzatmosphäre von den Elektrolyten und verhindert so die Entstehung von Bränden oder Staubexplosionen. „Eine wichtige Aufgabe, mit der wir Risiken für Mensch und Umwelt vermeiden“ so Christian Müller, Projektingenieur im Bereich Recycling & Umwelt bei BHS-Sonthofen.

Nach der Trocknung verlassen die festen Bestandteile den gasdichten Bereich und durchlaufen einen trockenmechanischen Sortierprozess. Dabei wird zunächst die feine schwarze Masse abgesiebt, in der sich die begehrten seltenen Erden befinden. Ein Zick-Zack-Sichter sortiert die größeren Bestandteile in Leicht- und Schwerfraktion. In der Schwerfraktion sind vor allem grobe Metallteile enthalten, die sich, wenn gewünscht, mittels Wirbelstromscheider und Überbandmagnet in Eisen- und Nichteisenfraktion trennen lassen. In der Leichtfraktion finden sich Alu-, Kupfer-, und Kunststofffolien sowie weitere schwarze Masse. Um möglichst viel dieser wertvollen Stoffe zurückzugewinnen, kommt eine weitere Zerkleinerungsmaschine von BHS zum Einsatz. Die Rotorprallmühle (Typ RPMX) schließt diese Fraktion optimal auf. Siebe und Lufttrennherde sortieren die Bestandteile anschließend in weitere schwarze Masse, Kunststoffe und Nichteisenmetalle. Letztere lassen sich anschließend weiter sortieren und einzeln vermarkten. Im nächsten Prozessschritt werden die in der schwarzen Masse befindlichen seltenen Erden über hydrometallurgische Verfahren aus der Masse herausgelöst.

Ein entscheidender Vorteil dieser innovativen Recyclinglösung von BHS, die Ende August samt intelligenter Steuerungstechnik in Betrieb genommen wurde, ist die moderne Gesamtanlagensteuerung. „Dank des bedienerfreundlichen Dashboard kann man jede einzelne Maschine der gesamten Anlage an einem einzigen Display überblicken“, erklärt Christian Müller. „Dadurch lassen sich Schnittstellen wesentlich besser aufeinander abstimmen und ihre Funktionalität ist einfacher zu überwachen.“ Müller ist davon überzeugt, dass das Recyclen von Lithium-Ionen-Batterien in den nächsten Jahren zu einer anerkannten Notwendigkeit für die Batterieherstellung wird. „Bis dahin arbeiten unsere Ingenieure weiter daran, den Recyclingprozess für Batterien zu perfektionieren.“