بازيابي فلزات ارزشمند از باتري هاي ليتيم-يون با استفاده از روش هيدرومتالورژي

كارشناسي ارشد

چكيده در ساليان اخير باتري‬هاي ليتيم-يون به دليل ويژگي‬هاي منحصر به فردشان مورد توجه صنايع مختلف قرار گرفته‬اند. از طرف ديگر اين افزايش در توليد سبب افزايش اهميت موضوع بازيابي آنها شده است. وجود فلزات ارزشمند نظير كبالت، نيكل و منگنز عامل ديگري است كه تحقيقات زيادي را به اين سمت سوق داده است. در اين پژوهش بازيابي عناصر موجود در كاتد باتري ليتيم-يون از نوع LiNixMnyCozO2 با تاكيد بر بازيابي ليتيم مورد بررسي قرار گرفت. ابتدا و پس از دشارژ و دمونتاژ كامل باتري، كاتد باتري با استفاده از يك خردكن تا ابعاد زير 5/0 سانتيمتر ريز شد. سپس آلومينيوم با استفاده از محلول سديم هيدروكسيد تحت شرايط دماي محيط، غلظت سديم هيدروكسيد 5/2 مولار، زمان دو ساعت و دور همزن 400 دور بر دقيقه، به طور انتخابي از كاتد جدا شد. در مرحله بعد پسماند باقيمانده از مرحله آلومينيوم‬زدايي جهت انحلال انتخابي ليتيم توسط اسيداگزاليك مورد بررسي قرار گرفت. سه پارامتر زمان(35-100دقيقه)، دما(40-70درجه سانتيگراد) و غلظت اسيد اگزاليك(5/0-2/1مولار) با تكيه بر روش طراحي آزمايش‬ها(طرح مركب مركزي) جهت بررسي انتخاب شدند. در هر آزمايش درصد بازيابي ليتيم و درصد منگنز باقيمانده در پسماند به عنوان پاسخ‬هاي طرح ارزيابي گرديدند. در نهايت شرايط بهينه با توجه به مدل پيشنهادي نرم‬افزار مورد راستي‬آزمايي قرار گرفت. شرايط بهينه به صورت دماي 70 درجه سانتيگراد، زمان 122 دقيقه و غلظت اسيد اگزاليك 1/1 مولار بدست آمد. بدين ترتيب تحت شرايط بهينه، درصد بازيابي ليتيم نزديك به 95 و درصد منگنز باقيمانده در پسماند نزديك به 98 بدست آمد. درمرحله آخر، طي دو رويكرد متفاوت ليتيم به صورت تركيبات ليتيم كربنات و ليتيم فسفات از محلول فروشويي مرحله انحلال انتخابي ليتيم ترسيب داده شد. واژه‌هاي كليدي: بازيابي، باتري ليتيم-يون، انحلال انتخابي، اسيد اگزاليك، ليتيم كربنات، ليتيم اگزالات

189037

دانشگاه علم و صنعت ايران

استخراج فلزات

دكتر شمس الدين ميردامادي - دكتر عليرضا ذاكري