استخراج لیتیوم از محلول آبی با حلال (دی – (2-اتیل‌هگزیل) فسفریک اسید اصلاح‌شده با روغن گیاهی

نویسندگان

1 بابلسر، دانشگاه مازندران،دانشکده مهندسی و فناوری، گروه مهندسی شیمی

2 بابلسر، دانشگاه مازندران، دانشکده مهندسی و فناوری، گروه مهندسی شیمی

doi
10.22103/jsse.2025.5022
چکیده

هدف: بازیافت باتری‌های لیتیوم-یون (LIBs) از دو منظر اهمیت دارد: یکی به جهت مدیریت زیست‌محیطی است تا  از ضایعات الکتریکی استفاده مناسبی حاصل شود و دیگری به دلیل  بازیابی فلزات کمیاب مانند لیتیوم باتوجه به مزایای اقتصادی بالقوه آن است. این منبع به عنوان منابع ثانویه برای این فلزات کمیاب و ارزشمند می تواند مفید باشد.  مواد و روش: یکی از رایج‌ترین روش‌های استخراج، استخراج مایع-مایع با حلال آلی است. در این مطالعه، از حلال دی-(2-اتیل هگزیل) فسفریک اسید (D2EHPA) به همراه روغن‌های گیاهی به عنوان اصلاح‌کننده، برای استخراج مایع-مایع یون لیتیوم در یک میکروکانال تی شکل استفاده می‌شود. در این مطالعه، حلال D2EHPA به همراه روغن‌های آفتابگردان، کنجد و زیتون به عنوان فاز پیوسته و محلول کلرید لیتیوم به عنوان فاز پراکنده در نظر گرفته می‌شوند. پس از آماده‌سازی فازهای پیوسته و پراکنده، سیالات توسط پمپ‌های مربوطه به میکروکانال تزریق شدند. میکروکانال زیر میکروسکوپ مجهز به دوربین پرسرعت قرار گرفت تا با ضبط تصاویر مربوطه، تجزیه و تحلیل اسلاگ انجام شود. پس از اتمام آزمایش، سیالات مربوط به هر دو فاز پیوسته و پراکنده جمع‌آوری و پس از مدتی، دو فاز از هم جدا شدند. سپس، محلول فاز پراکنده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.  تأثیر شرایط عملیاتی همچون حجم حلال مصرفی و نرخ جریان فاز آلی بر زمان تشکیل اسلاگ، طول اسلاگ و درصد استخراج لیتیوم بررسی شده است.نتایج: نتایج نشان می‌دهد که با افزایش میزان حلال مصرفی و کاهش نرخ جریان فاز آلی،  طول اسلاگ  افزایش می‌یابد.  همچنین، با افزایش میزان حلال مصرفی، درصد استخراج لیتیوم افزایش می‌یابد. تأثیر انواع روغن گیاهی، روغن آفتابگردان، کنجد و زیتون به عنوان اصلاح‌کننده نیز در نظر گرفته شده و مشخص شد که اصلاح‌کننده روغن آفتابگردان، درصد استخراج بهتری نسبت به سایر روغن‌ها دارد، به طوری که در بهترین شرایط عملیاتی (حلال مصرفی 3 میلی لیتر)، به حدود 82 درصد استخراج می‌رسد.نتیجه‌گیری: استفاده از روغن گیاهی در کنار حلال  D2EHPAبه بهبود استخراج کمک می کند.