Investigation of leaching parameters in the recycling of waste Li-Ion batteries by hydrometallurgical method

Abstract

ATIK Li-İYON BATARYALARIN HİDROMETALURJİK YÖNTEMLE GERİ DÖNÜŞÜMÜNDE LİÇ PARAMETRELERİNİN İNCELENMESİ Gelişen teknoloji ile birlikte otomotiv, enerji ve elektronik aletler gibi bir çok sektörde Li-iyon pillerine talep artmaktadır. Bu doğrultuda, Li-iyon pil yapımı için ham madde ihtiyacı da oluşmaktadır. Tüketim çağındaki bu kısıtlı ham madde mevcudiyetinde de Li-iyon pil geri dönüşümünün önemi artmaktadır. Bu düşünce doğrultusunda, bu çalışmada Li-iyon pillerinin hidrometalürjik yöntemle geri dönüşümüne odaklanılmıştır. Çalışmada, hidrometalürjik yöntem aşamalarından biri olan liç kademesinde eklenen H2SO4 ve H2O2 miktarları, sıcaklık, H2O2'nin varlığı ve ekleme önceliği gibi parametrelerin Nikel ve Kobalt liç verimlerine etkisi incelenmiştir. Çalışmalar sonucunda, H2SO4 miktarının artmasıyla birlikte Nikel ve Kobalt liç verimlerinin arttığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, sıcaklık artışıyla da liç verimlerinin orantılı olarak arttığı görülmüştür. H2SO4 miktarının ve sıcaklığın etkisinin incelendiği sıralı çalışmalar sonucunda, %94,09 Co, %85,09 Ni liç verimi elde edilmiştir. Çalışmalarda, liç aşamasında H2O2 varlığı, miktarı ve ekleme önceliği de incelenen parametreler arasındadır. H2O2 varlığıyla Nikel ve Kobalt veriminin arttığı görülmüştür. H2O2'nin ekleme önceliğinin de önemli olduğu görülmüştür. Öncelikle H2O2 eklemesi yapıldığında H2O2'nin liç verimini etkilemediği, tam tersi H2SO4, H2O2 eklemesiyle Nikel ve Kobalt liç verimleri artmıştır.INVESTIGATION OF LEACHING PARAMETERS IN THE RECYCLING OF WASTE LI-ION BATTERIES BY HYDROMETALLURGICAL METHOD With the developing technology, the demand for Li-ion batteries is increasing in many sectors such as automotive, energy and electronic devices. Accordingly, the need for raw materials for Li-ion battery production also arises. With the limited availability of raw materials in this age of consumption, the importance of Li-ion battery recycling is increasing. In line with this idea, this study focuses on recycling Li-ion batteries by hydrometallurgical method. In the study, the effect of parameters such as the amount of H2SO4 and H2O2, temperature, presence of H2O2 and priority of addition on nickel and cobalt leaching efficiencies in the leaching step, which is one of the hydrometallurgical method stages, was investigated. As a result of the studies, it was observed that nickel and cobalt leaching efficiencies increased with the increase in the amount of H2SO4. It was also observed that the leaching efficiencies increased proportionally with the temperature rise. As a result of the sequential studies in which the effect of H2SO4 amount and temperature were examined, 94.09% Co and 85.09% Ni leaching efficiencies were obtained. In the studies, the presence, amount and priority of addition of H2O2 in the leaching stage were also among the parameters analysed. It was observed that Nickel and Cobalt yields increased with the presence of H2O2. Addition priority of H2O2 was also found to be important. When H2O2 was added first, H2O2 did not affect the leaching efficiency, on the contrary, Nickel and Cobalt leaching efficiencies increased with the addition of H2SO4, H2O2.