Precipitación por antisolvente para la recuperación de metales de soluciones de ácido cítrico en el reciclaje de materiales catódicos NMC
Autores: Xuan, Wen; Chagnes, Alexandre; Xiao, Xiong; Olsson, Richard T.; Forsberg, Kerstin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Baterías de iones de litio
Reciclaje
Recuperación de metales
Materiales catódicos NMC111
Lixiviación
Precipitación por antisolvente
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Las baterías de iones de litio (LIBs) se utilizan ampliamente en la actualidad, y su reciclaje es muy importante. Este documento aborda la recuperación de metales de materiales catódicos NMC111 (LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2) mediante lixiviación seguida de precipitación con antisolvente. Se realizó una lixiviación asistida por ultrasonido del material catódico en ácido cítrico 1.5 mol L-1 a 50 grados C y con una relación sólido-líquido de 20 g/L. El níquel(II), manganeso(II) y cobalto(II) se precipitaron del licor de lixiviación como citratos a 25 grados C al añadir un antisolvente (acetona o etanol). No se produjo precipitación de litio(I) bajo las condiciones experimentales, lo que permitió la separación del litio. Las eficiencias de precipitación de manganeso(II), cobalto(II) y níquel(II) disminuyeron según el orden Mn > Co > Ni. La eficiencia de precipitación aumentó cuando se utilizó un mayor volumen de antisolvente en el lixiviado. Se necesitó un menor volumen de acetona que de etanol para alcanzar la misma eficiencia de precipitación de acuerdo con la diferencia en las constantes dieléctricas del etanol y la acetona y sus constantes de solubilidad asociadas. Después de añadir dos volúmenes de acetona a un volumen del licor de lixiviación, se recuperaron el 99.7% de manganeso, el 97.0% de cobalto y el 86.9% de níquel después de 120 h, dejando el litio en la fase líquida. Los citratos metálicos se convirtieron en óxidos metálicos mediante calcinación a 900 grados C.
Descripción
Las baterías de iones de litio (LIBs) se utilizan ampliamente en la actualidad, y su reciclaje es muy importante. Este documento aborda la recuperación de metales de materiales catódicos NMC111 (LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2) mediante lixiviación seguida de precipitación con antisolvente. Se realizó una lixiviación asistida por ultrasonido del material catódico en ácido cítrico 1.5 mol L-1 a 50 grados C y con una relación sólido-líquido de 20 g/L. El níquel(II), manganeso(II) y cobalto(II) se precipitaron del licor de lixiviación como citratos a 25 grados C al añadir un antisolvente (acetona o etanol). No se produjo precipitación de litio(I) bajo las condiciones experimentales, lo que permitió la separación del litio. Las eficiencias de precipitación de manganeso(II), cobalto(II) y níquel(II) disminuyeron según el orden Mn > Co > Ni. La eficiencia de precipitación aumentó cuando se utilizó un mayor volumen de antisolvente en el lixiviado. Se necesitó un menor volumen de acetona que de etanol para alcanzar la misma eficiencia de precipitación de acuerdo con la diferencia en las constantes dieléctricas del etanol y la acetona y sus constantes de solubilidad asociadas. Después de añadir dos volúmenes de acetona a un volumen del licor de lixiviación, se recuperaron el 99.7% de manganeso, el 97.0% de cobalto y el 86.9% de níquel después de 120 h, dejando el litio en la fase líquida. Los citratos metálicos se convirtieron en óxidos metálicos mediante calcinación a 900 grados C.