Bitmiş Li-iyon ikincil pillerinden lityum ve kobalt geri kazanımı
Özet
Bu çalışmada, lityum iyon ikincil pillerinde katodik aktif malzeme görevi gören lityum kobalt oksit (LiCoO2) bileşiğinin sülfürik asit ile liç davranışları optimize edilerek, çözeltiye geçen lityum ve kobaltın etanol sülfat çöktürme tekniği ile sülfatları şeklinde çöktürülme şartları incelenmiştir. Yeniden kullanılabilir malzemeleri maksimum seviyede geri kazanmak ve böylece bitmiş pillerin çevreye yapacağı kirliliği minimuma indirmek amaçlanmıştır. 80oC sıcaklıkta 1 saat boyunca çözümlendirme işlemi için kullanılan %5 hidrojen peroksit içeren 4M sülfürik asit çözeltisi ile lityum ve kobaltın tamamı çözeltiye geçmiştir. Çözeltiye geçen kobalt iki aşamada geri kazanılmıştır. Birinci adımda, çözeltideki kobalt iyonları, 3:1 etanol/çözelti hacimsel oranında etanol ilavesiyle CoSO4 şeklinde %92 verim ile çöktürülmüştür. Etanol, çözeltideki sülfat ligant bağlarının kırılmasını sağlayarak kobaltın, kobalt sülfat tuzu (CoSO4) şeklinde çökmesini sağlamıştır. İkinci adımda, etanol ile çökmeyen kobalt iyonları, lityum hidroksit ile pH 10’a getirilerek kobalt hidroksit (Co(OH)2) şeklinde çöktürülmüştür. Çözeltideki lityum iyonları da sülfürik asit ile asitlendirildikten sonra 3:1 etanol/çözelti hacimsel oranında etanol ilavesiyle %98 verim ile lityum sülfat (Li2SO4) şeklinde çöktürülmüştür. Etanol sülfat çöktürme tekniği ile metallerin başlangıç konsantrasyonlarına bağlı olarak selektif olarak çöktürüldükleri gösterilmiştir. Ayrıca diğer metotların aksine etanol sülfat çöktürme metodu ile yapılan çöktürme işleminde sıcaklık değişimine ihtiyaç yoktur ve elde edilen ürün düşük miktarda kristal su içermektedir.
Anahtar Kelimeler: Li-iyon pilleri, geri dönüşüm, etanol sülfat çöktürme, Li ve Co kazanımı.
Tam Metin: PDF