Batterijrecycling: welke apparatuur om black mass efficiënt te verwerken ?

De keuze van een verwerkingssysteem voor black mass is strategisch in de batterijrecyclingindustrie. Dit zwarte poeder, afkomstig van de ontmanteling van lithium-ioncellen, bevat kritieke metalen zoals kobalt, lithium of nikkel, en vertegenwoordigt een hulpbron met hoge toegevoegde waarde. De hantering ervan brengt echter grote uitdagingen met zich mee: veiligheid, ATEX, insluiting, nauwkeurige dosering, automatisering… In dit artikel onderzoeken we de beste technische oplossingen om black mass in elke fase van het proces te beheren: van overdracht tot eindverpakking. Een complete gids voor ingenieurs, productiemanagers of industriële projectleiders.

Neem contact op met onze expert 

1.1 Begrijpen wat black mass is en waarom het essentieel is

In de context van de recycling van lithium-ionbatterijen verwijst black mass (of zwarte massa) naar het poedermengsel dat ontstaat na de ontmanteling en mechanische behandeling van cellen. Dit zwarte residu bevat kritieke materialen met een hoge toegevoegde waarde, zoals lithium, kobalt, nikkel en mangaan. Voor industriële recyclers vertegenwoordigt black mass zowel een belangrijke economische kans als een aanzienlijke technische uitdaging. De verwerking ervan bepaalt de kwaliteit van de metaalterugwinning, de rentabiliteit van het proces en de naleving van milieu- en gezondheidsnormen. Het begrijpen ervan legt dus de basis voor weloverwogen beslissingen over oplossingen voor hantering, insluiting en valorisatie.

1.2 Een beheerste verwerking vanaf de eerste fasen van de proceslijn

Bij Palamatic Process komen we precies tussen in de kritieke fasen van de verwerking van black mass: vanaf het moment dat het uit de maalmachine komt tot aan de verpakking of overdracht naar chemische raffinagestappen. Dankzij onze ervaring in de hantering van fijne, toxische of schurende poeders, ontwerpen we veilige en aanpasbare lijnen:

• Stations voor pneumatisch transport in dichte fase: voor een verplaatsing zonder verspreiding of segregatie van metaalpoeders.
• Apparatuur voor versterkte insluiting (handschoenenkast, geïntegreerde stofafzuiging, ATEX-filtratie).
• Oplossingen voor zeven, gewichtsdosering, en vullen van big bags, perfect aangepast aan de fijne en vluchtige aard van black mass.
• Volledige automatisering mogelijk via onze Pal'Touch®-interface.

Door elke apparatuur aan te passen aan het specifieke gedrag van black mass (schurend vermogen, hygroscopiciteit, variabele korrelgrootte), garanderen we een vlot, veilig proces dat voldoet aan de wettelijke vereisten (ATEX, REACH…).

1.3 Wat is de black mass afkomstig van batterijrecycling?

Black mass is een mengsel van metaalpoeders dat wordt verkregen na het einde van de levensduur en het vermalen van lithium-ionbatterijen. Het bevat strategische elementen zoals lithium, kobalt, mangaan en nikkel. De verwerking ervan maakt het mogelijk deze zeldzame metalen terug te winnen en opnieuw in nieuwe productiecycli te injecteren. Vanwege de chemische complexiteit en vluchtige aard vereist het specifieke hanteringsapparatuur, vaak in een gesloten of ATEX-omgeving.

2.1 Risico's anticiperen met betrekking tot de manipulatie van black mass

Het hanteren van black mass is niet iets dat men improviseert. De fijne korrelgrootte, het gehalte aan geleidende metalen en het potentieel explosieve of vochtreactieve gedrag ervan leggen zeer strenge technische eisen op. Daarbij komen nog uitdagingen op het gebied van menselijke veiligheid, milieubescherming en naleving van regelgeving. Ingenieurs en productiemanagers die met dit materiaal worden geconfronteerd, moeten vanaf de ontwerpfase integreren:

• Hermetische insluitingssystemen,
• Een beheersing van het ATEX-risico,
• Beheer van vluchtige metaalstofdeeltjes,
• En robuuste apparatuur die bestand is tegen slijtage en corrosie.

2.2 Op maat gemaakte lijnen ontworpen voor veiligheid en productiecontinuïteit

Palamatic Process ontwerpt proceslijnen die specifiek zijn aangepast aan de verwerking van black mass, rekening houdend met de volgende kritieke parameters:

1. Insluiting en filtratie

Stations uitgerust met handschoenenkasten, introductiesluizen, stofafzuigringen, of afzuigkappen. Geïntegreerde stofafzuiging met ATEX-filterpatronen of aansluiting op een gecentraliseerd netwerk.

2. ATEX-compatibiliteit

Al onze apparatuur kan worden gecertificeerd voor ATEX-zones 20/21, met aardingsaansluitingen, anti-ontladingscomponenten en beveiligde interfaces. Geautomatiseerde aardingsoplossingen en verificatie door geïntegreerde sensoren.

3. Productgedrag: slijtage, hygroscopiciteit

Gebruik van specifieke staalsoorten (RVS 316L, slijtvast staal). Elektrolytisch gepolijste of spiegelgepolijste afwerkingen om productaanhechting te beperken. Aanpassing van opblaasbare afdichtingen en manchetten aan de vereiste chemische bestendigheid.

4. Reiniging en onderhoud

Snelle demontage (Easyclean), hygiënisch ontwerp en CIP/SIP-opties voor kritieke apparatuur. Beperking van retentiezones om kruisbesmetting te voorkomen.

Deze voorzieningen maken het mogelijk een hoog productiviteitsniveau te handhaven en tegelijkertijd de veiligheid van de operators en de integriteit van het product te waarborgen.

2.3 Vereist de verwerking van black mass ATEX-apparatuur?

Ja. Vanwege het gehalte aan fijne en geleidende metaalpoeders (zoals kobalt of nikkel) wordt black mass beschouwd als een product met een hoog risico op stofexplosie. Apparatuur voor overdracht, dosering of verpakking moet daarom worden ontworpen volgens de ATEX-normen (zones 20, 21 of 22, afhankelijk van het geval). Dit omvat aarding, gecertificeerde motoren, antistatische afdichtingen en actieve bewaking van druk of temperatuur.

3.1 Een complete, flexibele lijn structureren die is aangepast aan de recyclingbeperkingen

In de batterijrecyclingindustrie heeft elke locatie zijn eigen beperkingen: verwerkt volume black mass, gewenste automatiseringsgraad, beschikbare ruimte, wettelijke vereisten… Het ontwerpen van een performante verwerkingslijn beperkt zich niet tot het assembleren van apparatuur. Men moet denken in termen van globale flux, automatisering, modulariteit en schaalbaarheid. Voor industriële managers is de uitdaging om een installatie te verkrijgen die:

• Efficiënt is vanaf de ingebruikname,
• Gemakkelijk kan worden opgeschaald bij capaciteitsverhoging,
• En geïntegreerd is in een bestaande productieomgeving.

3.2 Een modulaire en geautomatiseerde aanpak met Palamatic-technologieën

Palamatic Process ontwikkelt turnkey of geïntegreerde proceslijnen in bestaande systemen. De automatisering van de black mass-verwerkingslijn is gebaseerd op een modulaire architectuur die wordt bestuurd door onze Pal’Touch®-interface, die garandeert:

1. Volledige of gedeeltelijke cyclusautomatisering

• Automatisch lossen van containers (big bags of zakken) met gesloten losstations.
• Pneumatisch transport naar zeven of buffertrechters, met real-time supervisie.
• Gewichts- of volumetrische dosering met traceerbaarheidsbeheer.
• Geautomatiseerd vullen van containers (big bags, vaten, zakken...) met opties voor sealen of hoezen.

2. Supervisie en traceerbaarheid

Pal’Touch® biedt nauwkeurige batchtracering, een productiegeschiedenis, kwaliteitsrapporten en maakt integratie met een ERP mogelijk.

3. Modulariteit en schaalbaarheid

Elke module (lossen, transport, zeven, doseren, verpakken) kan worden gedimensioneerd volgens de initiële behoeften. Het is mogelijk om een station te dupliceren, een extra doseerstation toe te voegen, of een zeef- of maalstap te integreren naarmate het proces evolueert. Dit modulaire ontwerp maakt het mogelijk initiële investeringen te verminderen en tegelijkertijd de fabriek voor te bereiden op een capaciteitsverhoging of een uitbreiding van de soorten verwerkte materialen (zeldzame aardmetalen, oxiden, hydrometallurgie...).

3.3 Kan de verwerking van black mass volledig worden geautomatiseerd?

Ja, het is volledig mogelijk om de black mass-verwerkingslijn te automatiseren, van de ontvangst van materialen tot de eindverpakking. Dankzij apparatuur die insluiting, dosering, transport en kwaliteitscontrole integreert, kan de hele cyclus automatisch worden beheerd via een gecentraliseerde interface. Deze automatisering helpt operaties te beveiligen, consistente opbrengsten te garanderen en te voldoen aan de traceerbaarheidsvereisten die door strategische industrieën worden opgelegd.

4.1 De verpakking van black mass beheersen in een gevoelige omgeving

Zodra de black mass is verwerkt en voorbereid, moet deze worden verpakt voor tijdelijke opslag of verzending naar chemische raffinaderijen. Deze stap is echter om drie redenen kritiek:

• Het materiaal is giftig en potentieel reactief,
• Het poedervolume kan aanzienlijke stofemissies veroorzaken,
• De verpakking brengt vaak eisen met zich mee voor commerciële weging, hygiëne en traceerbaarheid.

Elke afwijking in deze fase kan leiden tot materiaalverlies, niet-naleving van wettelijke drempels of zelfs gezondheidsrisico's voor operators.

4.2 Vulstations aangepast aan black mass

Palamatic Process biedt poederverpakkingsoplossingen die zijn aangepast aan de beperkingen van black mass, met een hoog niveau van veiligheid, insluiting en precisie:

1. FlowMatic® Big Bag vullen

ATEX-compatibele stations, met opblaasbare afdichtingsring, netto- of brutoweging. Opties voor triltafels voor poederverdichting. Automatische haken voor contactloze vrijgave. Mogelijkheid tot interne zakkensluiter of externe hoes voor opslag in een gecontroleerde atmosfeer.

2. Fijne zakken of vatenverpakking

PalSack®-vullers, halfautomatisch of automatisch, met een schroefweger voor < 1% precisie. Mogelijke integratie van stofafzuigringen, afzuigkap of handschoenenkast voor gevoelige zones. Sluiting door automatisch sealen of naaien, met integratie van traceerbaarheidsprinters.

3. Weging en traceerbaarheid

Wettelijke metrologiesystemen voor materiaalhandel, met automatische eindgewichtsverificatie. Automatische generatie van batchlabels, ERP-compatibiliteit.

4.3 Wat is de beste verpakking voor black mass?

De verpakking van black mass hangt af van de beperkingen van de eindklant en de bijbehorende logistiek. Over het algemeen blijft de big bag het meest geschikt omwille van volume en kosten, op voorwaarde dat een effectief insluitingssysteem wordt geïntegreerd (opblaasbare afdichting, afzuiging, hoes). Voor fijnere hoeveelheden of gevoelige toepassingen (cleanrooms, chemie) geniet vatenverpakking met een gelaste interne zak de voorkeur. In alle gevallen zijn nauwkeurige weging en batchtraceerbaarheid essentieel.

5.1 Inspiratie putten uit concrete realisaties om de haalbaarheid van een project te valideren

Geconfronteerd met de beperkingen van de black mass-verwerking, hebben industriële managers behoefte aan concrete referenties om de betrouwbaarheid van de voorgestelde technologieën te bevestigen. Op basis van echte projecten is het gemakkelijker te begrijpen hoe verschillende technische componenten (transport, dosering, insluiting, verpakking) kunnen worden geïntegreerd in een bestaande omgeving. Het is ook een manier om de aanpassingsflexibiliteit van Palamatic-oplossingen te visualiseren bij producten met complex gedrag, met name in de context van batterijrecycling of de verwerking van kritieke poeders.

5.2 Voorbeelden van installaties voor black mass en zeldzame aardmetalen

Klantcase 1 – Gesloten transport van black mass naar gewichtsdoseerstation (Noord-Europa)

Klantprobleem: ontvangst van gemalen black mass in vaten, veilig transport naar een hydrometallurgische raffinagelijn.

Geïmplementeerde oplossing:

• DrumFlow®-vatenlosstation met gelokaliseerde afzuiging.
• Vacuüm dichte fase pneumatisch transport (VFlow®) naar een buffercycloon.
• Online schroefwegerdosering met geautomatiseerde stroomregeling.

Resultaat: 30% vermindering van stofniveaus in de omgeving, continu proces, geïntegreerde weging.

Klantcase 2 – Automatische black mass-verpakkingslijn in big bags (Frankrijk)

Klantprobleem: verpakking van black mass na chemische behandeling, hoge doorvoer, naleving van ATEX-normen.

Geïmplementeerde oplossing:

• FlowMatic® 06-station, hoge doorvoer big bag vullen (30–60 big bags/uur).
• Nettoweging, elektrische takel, opblaasbare afdichting.
• Automatische hoes en gemotoriseerde uitvoerband.

Resultaat: doorvoer bereikt met één operator, stofblootstelling gedeeld door 10.

Klantcase 3 – Voorbereiding en transport van zeldzame aardmetalen na drogen (Zuidoost-Azië)

Klantprobleem: transport van zeer fijne en schurende zeldzame aardmetalen (ceriumoxide, lanthaan), met eis van totale insluiting.

Geïmplementeerde oplossing:

• Buffertrechter met vlakbodemontlader, elektrolytisch gepolijste afwerking.
• Druk dichte fase pneumatisch transport, hermetische aansluiting.
• Handschoenenkasten in het vulgebied.

Resultaat: 100% insluiting, geen verstopping, vereenvoudigde reiniging tussen batches.

5.3 Kan een bestaande lijn worden aangepast voor de verwerking van black mass?

Ja. Het is volledig mogelijk om een bestaande productielijn aan te passen voor de verwerking van black mass, op voorwaarde dat de compatibiliteit met ATEX-normen en insluitingsvereisten wordt geverifieerd. Palamatic Process biedt technische audits ter plaatse om de noodzakelijke aanpassingen te beoordelen (versterking van afdichtingen, integratie van weegmodules, optimalisatie van pneumatisch transport…). Een lijn die oorspronkelijk is ontworpen voor voedsel- of chemische poeders kan zo worden omgebouwd om strategische materialen zoals black mass te verwerken.

Black mass is veel meer dan alleen een residu van batterijrecycling: het is een strategisch materiaal, rijk aan kritieke metalen, in het hart van de energietransitie. Maar de hantering ervan vereist strengheid, veiligheid en technische expertise. Als erkend specialist in de hantering van gevoelige poeders en complexe proceslijnen biedt Palamatic Process betrouwbare, schaalbare oplossingen die perfect zijn aangepast aan de uitdagingen van de black mass-verwerking. Of het nu gaat om transport, dosering, insluiting of verpakking, wij ondersteunen elke klant met een op maat gemaakte aanpak, conform de strengste normen.

📩 Heeft u een project voor de verwerking van black mass of kritieke poeders?

Neem contact op met onze experts voor een gepersonaliseerde studie van uw industriële behoeften.