Rastvaranje katodnog materijala iz LIb u sumpornoj kiselini u prisustvu azota

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Dragana V Medić Snežana M Milić Slađana Č Alagić Zoran M Stević Boban R Spalović Maja M Nujkić Ivan N Đorđević

Apstrakt

Dobro je poznato da litijum-jonske baterije (LIB), sa kratkim životnim vekom (od 1 do 3 godine), čine veliki udeo u elektronskom otpadu. Pored opasnih materija (uglavnom soli litijuma rastvorene u organskim rastvaračima), LIB sadrže i značajnu količinu vrednih metala (pre svega Co i Li), čija valorizacija u velikoj meri doprinosi konceptu održivog razvoja. Postupci reciklaže LIB odnose se na fizičke, hemijske i biološke procese i mogu se generalno podeliti na: hidrometalurške, pirometalurške i biološke procese. U cilju smanjenja emisije štetnih gasova i optimizacije procesa, u novijim istraživanjima prednost se daje hidrometalurškom pristupu. U ovom radu ispitana je mogućnost izluženja kobalta iz katodnog materijala istrošenih LIB u sumpornoj kiselini u prisustvu azota. Postupku luženja prethodio je specifičan višefazni tretman pripreme pojedinačnih ćelija. Kako bi se odredili optimalni uslova luženja, ispitan je uticaj različitih procesnih parametara, i to: koncentracija kiseline, odnos čvrsto/tečno, temperatura i vreme trajanja procesa. Pri optimalnim uslovima luženja (2M H2SO4, 33 g/L, 85°C i 100 min) postignuta je efikasnost izluženja Co od oko 40%. Niska efikasnost izluženja Co može se objasniti jakom hemijskom vezom između Co i O2, te se može zaključiti da je za potpuno rastvaranje LiCoO2 u H2SO4 potrebno prisustvo redukujućeg sredstva.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Kako citirati
MEDIĆ, Dragana V et al. Rastvaranje katodnog materijala iz LIb u sumpornoj kiselini u prisustvu azota. Zbornik Međunarodne konferencije o obnovljivim izvorima električne energije – MKOIEE, [S.l.], v. 8, n. 1, p. 241-246, oct. 2020. Dostupno na: <https://izdanja.smeits.rs/index.php/mkoiee/article/view/6141>. Datum pristupa: 30 july 2021
Sekcija
Aplikacije i usluge

Reference

[1] Cerrillo-Gonzalez M.M., M. Villen-Guzman, C. Vereda-Alonso, C. Gomez-Lahoz, J.M. Ro-dri-guez-Maroto, J.M. Paz-Garcia, Recovery of Li and Co from LiCoO2 via Hydrometallurgi-cal–Electrodialytic Treatment, Applied Sciences, 10 (2020), 7, pp. 2367.
[2] Chen D., S. Rao, D. Wang, H. Cao, W. Xie, Z. Liu, Synergistic leaching of valuable metals from spent Li-ion batteries using sulfuric acid- L-ascorbic acid system, Chemical Engineering Journal, 388 (2020), pp. 124321.
[3] Verma A., G. H. Johnson, D. R. Corbin, M. B. Shiflett, Separation of Lithium and Cobalt from LiCoO2: A Unique Critical Metals Recovery Process Utilizing Oxalate Chemistry, ACS Sustain-able Chem. Eng., 8 (2020), pp. 6100–6108.
[4] Wang W., Y. Zhang, L. Zhang, S. Xu, Cleaner recycling of cathode material by in-situ thermite reduction, Journal of Cleaner Production, 249 (2019), pp. 119340.
[5] Zhao S., W. Zhang, G. Li, H. Zhu, J. Huang, W. He, Ultrasonic renovating and coating modify-ing spent lithium cobalt oxide from the cathode for the recovery and sustainable utilization of lithium-ion battery, Journal of Cleaner Production, 257 (2020), pp. 120510.
[6] Yang Y., S. Lei, S. Song, W. Sun, L. Wang, Stepwise recycling of valuable metals from Ni-rich cathode material of spent lithium-ion batteries, Waste Management, 102 (2020), pp. 131–138.
[7] Chu W., Y. Zhang, X. Chen, Y.G. Huang, H.Y. Cui, M. Wang, J. Wang, Synthesis of LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 from mixed cathode materials of spent lithium-ion batteries, Journal of Power Sources, 449 (2020) pp. 227567.
[8] Medić D., S.Milić, S. Alagić, I. Đorđević, S. Dimitrijević, Classification of spent Li-ion batter-ies based on ICP-OES/X-ray characterization of the cathode materials, Hemijska Industrija – Ar-ticle in press, 74 (2020).
[9] He L-P., S. Sun, Y-Y. Mu, X. Song, J. Yu, Recovery of lithium, nickel, cobalt, and manganese from spent lithium-ion batteries using L-tartaric acid as a leachant, ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 5 (2017) pp. 714–721.
[10]Swain B., J. Jeong, J-C. Lee, G-H. Lee, J-S. Sohn, Hydrometallurgical process for recovery of cobalt from waste cathodic active material generated during manufacturing of lithium ion batter-ies, Journal of Power Sources, 167 (2007), pp. 536–544.
[11]Jiang F., Y. Chen, S. Ju, Q. Zhu, L. Zhang, J. Peng, X Wang, J.D. Miller, Ultrasound-assisted leaching of cobalt and lithium from spent lithium-ion batteries, Ultrasonics-Sonochemistry, 48 (2018), pp. 88–95.
[12]Gao W., X. Zhang, X. Zheng, X. Lin, H. Cao, Yi Zhang, Z.H.I. Sun, Lithium Carbonate Re-covery from Cathode Scrap of Spent Lithium-ion Battery – a Closed-loop Process, Environmental Science & Technology, 51 (2017), pp. 1662–1669.
[13]He L-P., S-Y. Sun, X-F. Song, J-G. Yu, Leaching process for recovering valuable metals from theLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 cathode of lithium-ion batteries, Waste Management, 64 (2017), pp. 171–181.