Abstract
Studies are conducted on the leaching and solvent extraction separation of metals from chloride leach liquor of spent nickel–cadmium batteries with Cyanex 923 and 272 diluted in kerosene as the extractants. Dissolution of the metals increases with increase in acid concentration and time but decreases with the solids-to-liquid ratio. Complete dissolution of Cd, Co and Ni can be achieved with 1.5 M HCl at 85 °C for 8 h and a solids-to-liquid ratio of 4. Treatment of leach liquor for the separation of metals with Cyanex 923 shows that increase of extractant and chloride ion concentration increases the percentage extraction of cadmium. The plot of log[distribution coefficient] versus log[extractant]/[Cl−] is linear with a slope of 2, which indicates that the extraction follows a solvation mechanism with the extracted species as CdCl2·2S (S, Cyanex 923). Moreover, Cyanex 923 enables a clear separation of Cd from Co and Ni. Extraction of cobalt with Cyanex 272 involves a cation-exchange mechanism with the formation of a 1:2 metal-to-ligand complex in the organic phase. Based on the distribution data, extractant concentration and equilibrium pH of the aqueous phase, a possible separation process is proposed for the recovery of cadmium, cobalt and nickel with >99% efficiency
چکیده
مطالعات متعددی روی جدایش لیچینگ و استخراج حلالی فلزات از مایع غلیظ لیچ کلریدی باتری های نیکل-کادمیم از کارافتاده، با استفاده از سیانکس 923 و 272 رقیق شده در کرئوزین (نفت سفید) به عنوان استخراج کننده انجام شده است. با افزایش غلظت اسید و زمان، انحلال فلزات افزایش یافته و با افزایش نسبت جامد به مایع کاهش می یابد. انحلال کامل کادمیم، کبالت و نیکل با استفاده از M HCL 1.5 در دمای 85 درجه سانتیگراد برای 8 ساعت و نسبت جامد به مایع برابر 4، اتفاق می افتد. عملیات انجام گرفته روی مایع غلیظ لیچ برای جدا کردن فلزات با سیانکس 923 نشان می دهد که افزایش غلظت استخراج کننده و یون کلریدی باعث افزایش درصد استخراج کادمیم می گردد. نمودار لگاریتم [ضریب توزیع] در مقابل [استخراج کننده]/[Cl-] خطی و دارای شیب 2 است؛ این بدان معناست که استخراج از مکانیزم حلال پوشی با ماده خارج شونده CdCl2.2S S, ) Cyanex 923) پیروی می کند. به علاوه سیانکس 923 امکان جدایش و تمایز کامل کادمیم از کبالت و نیکل را فراهم می کند. استخراج کبالت با سیانکس 272 شامل یک مکانیزم تبادل کاتیون با تشکیل یک کمپلکس فلز به لیگاند 1:2 در فاز آلی می باشد. بر اساس داده های توزیع، غلظت استخراج کننده و pH تعادلی فاز آبی، یک فرآیند جدایش ممکن برای بازیابی کادمیم، کبالت و نیکل با بازده بیش از 99 درصد ارائه شده است.
1- مقدمه
باتری های نیکل-کادمیمی قابل شارژ مجدد از دهه 1950 برای کاربردهایی که نیاز به انرژی ویژه بالاريال عمر طولانی و نرخ تغذیه بالا دارند، مورد استفاده قرار گرفته اند. باتری های نیکل-کادمیم از کارافتاده در دسته ضایعات خطرناک قرار دارند چون نیکل و کادمیم جزء فلزات سنگین بوده سرطان زا می باشند. با توجه به خطرات موجود در دفع غیرکنترل شده این ضایعات، قوانینی و راهنمایی هایی برای دفع و بازیافت باتری های ازکارافتاده در کشورهای صنعتی وضع شده است. در حال حاضر هیچ گزارشی از بازیافت باتری های نیکل-کادمیم از کارافتاده در هند ارائه نشده است...