Шведские ученые предложили эффективный метод переработки аккумуляторов
Новый эффективный и экологически чистый гидрометаллургический метод извлечения металлов из отработанных аккумуляторов электромобилей разработали ученые Технологического университета Чалмерса в Швеции, 17 октября сообщает пресс-служба университета.
С помощью этого метода из отработанных аккумуляторов электромобилей можно восстановить 100% алюминия и 98% лития, а потери при извлечении никеля, кобальта и марганца сделать минимальными. При этом не требуется использования дорогих или вредных химикатов — основным потребляемым ингредиентом процесса восстановления металлов является органическая щавелевая кислота, которую содержат многие растения.
Аспирант кафедры химии и химического машиностроения Чалмерса Леа Рукетт рассказала о проведенном исследовании:
«До сих пор никому не удалось найти подходящие условия для отделения такого большого количества лития с помощью щавелевой кислоты и одновременного удаления всего алюминия. Поскольку все батареи содержат алюминий, мы должны иметь возможность удалить его, не теряя при этом другие металлы».
Руководитель исследований, доцент кафедры химии и химического машиностроения Чалмерса Мартина Петраникова пояснила основные этапы работы нового метода, исследование которого они выполняли в лаборатории Рукетта по переработке аккумуляторов.
Отработанные аккумуляторные батареи автомобилей измельчались до порошка и растворяли в щавелевой кислоте, новую технологию производства которой из растений, например, ревеня или шпината, они ранее разработали.
«Нам нужны альтернативы неорганическим химикатам. Одним из самых больших узких мест в современных процессах является удаление остаточных материалов, таких как алюминий. Это инновационный метод, который может предложить отрасли переработки отходов новые альтернативы», — говорит Мартина Петраникова о предложенном ими методе.
Традиционная гидрометаллургия использует для растворения металлов аккумуляторов электромобилей неорганические кислоты. После чего из раствора удаляются «примеси», такие как алюминий и медь. После чего отдельными этапами восстанавливаются ценные металлы — кобальт, никель, марганец и литий.
При этом для удаления остаточного алюминия и меди применяются несколько этапов очистки, в результате каждого из которых возможны потери лития.
В новом методе, который разработали исследователи из Чалмерса, порядок восстановления металлов изменен — сначала восстанавливают литий и алюминий, что снижает потери ценного металла.
Подбором параметров процесса растворения исследователи добились, что на первом этапе процесса в кислоте полностью растворяются литий и алюминий, а остальные металлы остаются в «твердом виде». Следующим шагом является разделение алюминия и лития.
«Поскольку эти металлы имеют очень разные свойства, мы не думаем, что их будет сложно разделить. Наш метод — это новый многообещающий путь переработки аккумуляторов, который определенно требует дальнейшего изучения», — считает Рукетт, а Петраникова добавила: «Поскольку метод можно масштабировать, мы надеемся, что в будущем его можно будет использовать в промышленности».
Результаты исследования нового метода разработчики представили в статье «Полное и селективное восстановление лития из литий-ионных аккумуляторов электромобилей: моделирование и оптимизация с использованием щавелевой кислоты в качестве выщелачивающего агента», опубликованной в журнале Separation and Purification Technology.
