Guangdong DOSS Technology Co., Ltd. (Código bursátil: 300409) es una empresa nacional de alta tecnología, que cotiza en el mercado de acciones A del directorio de ChiNext y está profundamente involucrada en el campo de los materiales para baterías de litio de nuevas energías. Su filial, Jiangxi Jiana Energy Technology Co., Ltd., está implementando el proyecto de fabricación ecológica de 50.000 toneladas anuales de cobalto-níquel y 100.000 toneladas de precursores (Fase I: 50.000 toneladas de precursores) con el objetivo de establecer una línea de producción líder a nivel mundial de precursores ternarios (NCM/NCA) para satisfacer las demandas principales de materiales catódicos de alta densidad energética y alta estabilidad para baterías de vehículos de nuevas energías.

Desafíos del proyecto

El proyecto utiliza sulfato de cobalto, sulfato de níquel y sulfato de manganeso como materias primas para producir precursores ternarios mediante procesos complejos como la coprecipitación, el envejecimiento, la centrifugación y el lavado. Estos procesos imponen requisitos rigurosos:

1. Medición precisa de medios altamente corrosivos: dosificación y transporte precisos de soluciones de ácido sulfúrico (pH < 2) y precipitantes altamente alcalinos (pH > 12).

2. Control de procesos de alta temperatura y alta presión: Mantener una temperatura constante de 60-80°C y una presión de 0,5-1,5 MPa en el reactor de coprecipitación.

3. Reciclaje y utilización de recursos: recuperación eficiente del subproducto sulfato de sodio y estabilidad del sistema de tratamiento de aguas residuales.

4. Trazabilidad de datos: Cumplimiento de los sistemas de gestión de calidad ISO 9001/IATF 16949 para lograr la trazabilidad de los datos en todo el proceso.

Configuración de solución y producto

Sure Instrument proporcionó una solución personalizada de medición de flujo y control de procesos para todo el proceso, cubriendo el manejo de materia prima, la síntesis de reacción, la separación sólido-líquido y el reciclaje de recursos:

1. Mezcla de materias primas y control de la reacción

• Medidores de flujo electromagnéticos LDG: para la dosificación cuantitativa de soluciones de sulfato de cobalto/níquel/manganeso.

• Ventajas técnicas: Revestimiento de PTFE + electrodos de Hastelloy, resistentes a la corrosión ácida fuerte (pH 0,5-14), con una precisión de ±0,5%.

• Escenario de aplicación: Vinculado con PLC para ajustar dinámicamente la proporción de múltiples materias primas, asegurando que la desviación de la relación atómica del precursor (Ni:Co:Mn) sea inferior al 0,3%.

  

• Medidores de flujo LUGB-Vortex: para monitorear el flujo de precipitantes alcalinos como agua amoniacal y NaOH.

• Ventajas técnicas: Compensación de temperatura y presión incorporada para eliminar las fluctuaciones de flujo causadas por el arrastre de gas, con una repetibilidad de ±0,2%.

• Escenario de aplicación: Uso de algoritmos PID para controlar la tasa de inyección de precipitantes, manteniendo el valor de pH del sistema de reacción dentro de ±0,1.

2. Reacción de coprecipitación y gestión de la temperatura

• Transmisores de temperatura:

• Ventajas técnicas: Resistencia de platino clase A (IEC 60751), vaina de acero inoxidable 316L, resistente a presiones de hasta 10 MPa.

• Escenario de aplicación: Incorporación de múltiples puntos en la pared del reactor para proporcionar retroalimentación del gradiente de temperatura en tiempo real, vinculándose con válvulas de vapor para controlar la temperatura de reacción dentro de ±0,5 °C.

• Transmisores de presión:

• Ventajas técnicas: Estructura de diafragma completamente soldada, protección contra sobrecarga hasta 200% FS.

• Escenario de aplicación: Monitoreo de fluctuaciones de presión en el reactor para activar válvulas de alivio de seguridad y prevenir riesgos de sobrepresión.

3. Sistema de filtración y lavado centrífugo

• Medidores de caudal de turbina líquida LWGY:

• Ventajas Técnicas: Cojinetes de carburo de tungsteno + impulsor de PTFE, resistente al desgaste por lodos, con una relación de rango de 15:1.

• Escenario de aplicación: Medición del flujo de líquidos de lavado de agua pura/etanol para garantizar que el contenido de impurezas (Na⁺, SO₄²⁻) en el precursor sea inferior a 50 ppm.

• Medidores de nivel de radar:

• Ventajas técnicas: Radar de alta frecuencia de 80 GHz, penetración de espuma e interferencias de vapor, con precisión de ±1 mm.

• Escenario de aplicación: Monitoreo del nivel de líquido de tanques de almacenamiento de licor madre centrífugo para vincularlo con bombas y válvulas para la recuperación automática de líquidos residuales.

4. Sistema de Reciclaje de Recursos y Protección Ambiental

• Transmisores de nivel de brida única:

• Ventajas técnicas: Diafragma de aislamiento relleno de aceite de silicona, resistente a la cristalización y la corrosión.

• Escenario de aplicación: Medición del nivel de líquido de los tanques de cristalización de sulfato de sodio para optimizar la eficiencia de cristalización por evaporación, logrando una tasa de recuperación de subproductos de más del 95%.

Resultados de la implementación

• Mayor eficiencia de producción: la precisión optimizada del medidor de flujo acortó los ciclos de producción por lotes en un 18%, logrando una tasa de cumplimiento de producción anual del 100%.

• Control de costos: La medición precisa redujo el desperdicio de materia prima, ahorrando más de 12 millones de yuanes al año en sulfatos de cobalto y níquel.

• Cumplimiento ambiental: la tasa de reutilización de aguas residuales aumentó al 85%, aprobando la Revisión de Producción Limpia del Departamento de Ecología y Medio Ambiente de la provincia de Jiangxi.

• Integridad de los datos: Todos los datos del instrumento están integrados en el sistema MES, cumpliendo con los requisitos de auditoría de procesos IATF 16949.

Valor de demostración de la industria

Este caso valida los tres valores fundamentales de la tecnología de medición de flujo de alta precisión en la fabricación de nuevos materiales energéticos:

1. Reproducibilidad del proceso: reducción de errores de control de parámetros clave (concentración, temperatura, pH) en un 40%, lo que garantiza la consistencia del lote de precursores.

2. Intensificación de recursos: El control coordinado de múltiples parámetros de flujo, nivel y presión redujo el consumo de energía en un 22%.

3. Actualización inteligente: Los protocolos de comunicación HART/Modbus permitieron diagnósticos remotos, reduciendo las tasas de fallas del equipo en un 65%.