عنوان ترجمه شده مقاله: بازیافت کربنات لیتیوم از ضایعات کاتدی باتری لیتیومی یونی مصرف شده – یک فرآیند حلقه بسته

چکیده

یک فرآیند حلقه بسته به منظور بازیافت کربنات لیتیوم از ضایعات کاتدی باتری یونی لیتیومی (LIB) توسعه داده شده است. لیتیوم را با استفاده از فرمیک اسید می­توان به صورت انتخابی از محلول خارج کرد، در حالی که آلومینیوم به شکل فلزی باقی مانده و بسیاری از فلزات دیگر از ضایعات کاتدی را می­توان رسوب داد. این پدیده به وضوح نشان می­دهد که فرمیک اسید می­تواند برای بازیافت لیتیوم از ضایعات کاتدی استفاده شود، هم به صورت فروشویی و هم به عنوان ماده واکنش دهنده جداساز. با بررسی اثرات پارامترهای مختلف از جمله دما، غلظت فرمیک اسید، میزان H₂O₂ (هیدروژن پراکسید) و نسبت جامد به مایع؛ نرخ فروشویی لیتیم با حداقل ورود آلومینیوم به داخل محلول، می­تواند به میزان 99.93% برسد. متعاقبا، سینتیک فرآیند فروشویی ارزیابی شده و همچنین در مرحله کنترل انرژی فعال­سازی ظاهری تعیین شد. پس از جداسازی بیشتر Ni، Co و Mn باقیمانده از شیرابه، می­توان Li₂O₃ با خلوص 99.9% بدست آورد. محلول نهایی را پس از استخراج کربنات لیتیوم به منظور تهیه فرمات سدیم می­توان بیشتر فرآوری کرد و Ni، Co و Mn برای تهیه پیش ماده برای مواد کاتدی آماده می­شوند. به عنوان یک نتیجه، نرخ بازیافت جهانی Al، Li، Ni، Co و Mn در این فرآیند به ترتیب 95.46%، 98.22%، 99.96%، 99.96% و 99.95%، با دستیابی به منابع موثر بازیافت از ضایعات کاتدی باتری یونی لیتیومی (LIB)، مشاهده شد.

1-مقدمه

تقاضا برای باتری­های یونی لیتیومی (LIBs) به طور مستقیمی به کابرده گسترده این باتری­ها در محصولات الکتریکی و الکترونیکی از جمله لپ تاپ­ها، تلفن­های همراه، وسایل نقلیه (EVs) و دوچرخه­های برقی بستگی دارد. در سال 2014، تنها در چین تولید باتری­های یونی لیتیومی به 5.287 میلیارد واحد رسیده است. این امر متعاقبا منجر به مصرف میزان زیادی از باتری­های یونی لیتیومی و تولید ضایعات مورد نیاز به منظور بازیافت، شده است. از یک سو، این نوع ضایعات به دلیل دارا بودن میزان بالای فلزات سنگین و الکترولیت حاوی فلوراید خطرناک تلقی شده­اند. از سوی دیگر، مقدار قابل توجهی از فلزات با ارزش از جمله Li ، Ni ، Co ، Al ، Cu آماده بازیافت از چنین ضایعاتی هستند که به همین دلیل توجه جهانی را به سمت توسعه فناوری­های مختلف، با هدف به حداقل رساندن خطرات مدیریتی و به حداکثر رساندن نرخ بازیافت از فلزات با ارزش، جلب کرده است...

 میتوانید از لینک ابتدای صفحه، مقاله انگلیسی را رایگان دانلود فرموده و چکیده انگلیسی و سایر بخش های مقاله را مشاهده فرمایید