بررسی هم‌افزایی پیش عملیات اسیدشویی و روش مکانوشیمیایی بر راندمان بازیابی لیتیوم از کاتد NCM811

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، پژوهشکده فناوری نانو و مواد پیشرفته، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران.

2 گروه تحقیق و توسعه، شرکت پارتیان باتری نوین، تهران، ایران.

3 دانشیار، پژوهشکده فناوری نانو و مواد پیشرفته، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران.

4 گروه تحقیق و توسعه، شرکت پارتیان باتری نوین، تهران، ایران.

5 گروه تحقیق و توسعه، شرکت پارتیان باتری نوین، تهران، ایران.

doi
10.30501/jamt.2025.547364.1339
چکیده

افزایش نیاز جهانی به لیتیوم، به‌ویژه در صنعت باتری‌های لیتیوم-یون، ضرورت توسعه روش‌های نوین و کارآمد را برای بازیابی این عنصر حیاتی پررنگ ساخته است. در این پژوهش، تأثیر پیش‌عملیات اسیدشویی کوتاه‌مدت بر بازده فرایند مکانوشیمیایی استخراج لیتیوم از کاتدهای مصرف‌شده NCM811 موردبررسی قرار گرفت. سه بستر اسیدی شامل HCl، H2SO4+ H2O2 و CH3COOH+ H2O2  به‌عنوان سیستم‌های پیش‌لیچینگ انتخاب شدند و اثر هم‌افزایی آن‌ها با فرایند آسیاب مکانیکی و حضور مواد کمک‌آسیاب NaCl و SiO2 ارزیابی شد. نتایج نشان داد که پیش‌شستشو با H2SO4+ H2O2  در مراحل اولیه به‌دلیل تشکیل لایه‌های اکسیدی پایدار منجر به راندمان پایین در زمان‌ها و نسبت گلوله به پودر 30:1 شد؛ اما درادامه با افزایش زمان آسیاب و نسبت گلوله به پودر به 40:1، بازده بازیافت لیتیوم تا حدود 94% بهبود یافت. استفاده از HCl با غلظت 2 مولار، بازده بهتری نسبت به پیش‌شستشو با استفاده ازHCl  با غلظت 1 مولار به‌همراه داشت؛ به‌طوری‌که پس از 9 ساعت آسیاب مکانوشیمیایی، بیش از 89% لیتیوم بازیابی شد. درمقابل، استفاده از اسید‌استیک به‌دلیل قدرت اسیدی و اکسیدکنندگی پایین، کمترین بازده را (حدود 72% پس از 9 ساعت) نشان داد. نتایج این تحقیق نشان داد که ترکیب راهبردی پیش‌شستشوی کوتاه‌مدت و هم‌افزایی آن با فرایندهای مکانوشیمیایی، می‌تواند به‌عنوان یک رویکرد مؤثر و توسعه‌پذیر برای بازیافت پایدار لیتیوم از منابع ثانویه مورداستفاده قرار گیرد.