AIDIMME desarrolla una metodología electrometalúrgica que permite extraer hasta el 99% de los metales en baterías de litio
• El método empleado busca sustituir a los actuales procedimientos más agresivos con el medio ambiente.
• Los resultados de la iniciativa Recibat permitirán continuar una investigación que está en la base de la necesidad de dar respuesta a la inminente acumulación de baterías procedentes de los vehículos eléctricos.
Especialistas en química inorgánica del Instituto Tecnológico AIDIMME han desarrollado una metodología de extracción de los metales que componen las baterías de ión litio de los vehículos eléctricos, consiguiendo extraer hasta el 99% de los mismos mediante electrolixiviación de las láminas catódicas con un tratamiento previo de ultrasonidos.
Los ultrasonidos intervienen directamente en la extracción del 99% del aluminio (Al) y facilitan el trabajo posterior de electrolixiviación para el resto de los metales, obteniendo rendimientos del 99% para el níquel, litio y cobalto, y en menor medida para el manganeso, que alcanza el 42,2%.
De esta forma, la metodología propone un pretatamiento con ultrasonidos a temperatura ambiente que proporciona una lámina de Al limpia e intacta, y una electrolixiviación posterior efectiva mediante un proceso electroquímico en celda única y configuración catódica en medio sulfúrico a baja concentración.
Este método evita por un lado los actuales tratamientos de recuperación por incineración, los pirometalúrgicos -de gran consumo energético y contaminantes al emitir a la atmósfera compuestos como sulfuros o carburos-, y por otro, los hidrometalúrgicos, menos agresivos, pero que utilizan gran volumen de reactivos (soluciones ácidas, reductores, y solventes) con largos procesos de lixiviación, de difícil reutilización, y de costes elevados.
Precisamente, la bondad del proceso investigado en la iniciativa “Recibat”, apoyada por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial, IVACE, consiste en una reducción muy significativa de la concentración del medio ácido de lixiviación y sin necesidad de reductores en la electrólisis, que implica un menor consumo de reactivos y la disminución de las corrientes residuales.
Otras ventajas de la electrolixiviación son la reducción del consumo energético, trabajando a 50ºC frente a los 70ºC de la lixiviación química convencional, y la capacidad de reutilización cíclica de la solución ácida utilizada (H2SO4).
Según los promotores de la iniciativa se han conseguido resultados prometedores para continuar investigando esta vía de reciclaje de baterías de Li. El siguiente paso es el escalado en planta piloto del proceso desarrollado, así como la obtención de materias primas a partir de los metales extraídos, tales como Li2CO3 (carbonato de litio) o catalizadores de níquel y cobalto.
Silvia Oyonarte y Francisco Bosch en colaboración con Ricardo Saiz
RECIBAT – METODOLOGÍA PARA RECICLAJE SOSTENIBLE DE METALES CONTENIDOS EN BATERÍAS DE LITIO
Número de proyecto: 22100061
Expediente: IMDEEA/2021/10
Duración: Del 01/07/2021 al 30/06/2022
Coordinado en AIDIMME por: OYONARTE ANDRES, SILVIA
Línea de I+D: ECONOMÍA CIRCULAR
Para más información contacte con AIDIMME.
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AIDIMME develops a metallurgic methodology capable of extracting up to 99% of metals from lithium batteries
• The method employed aims to substitute the current procedures, more destructive with the environment.
• The results of the initiative Recibat will allow the continuation of a research at the bottom of solving the imminent accumulation of batteries coming from electric vehicles.
Experts in inorganic chemistry from AIDIMME’s technological institute have developed a methodology to extract the metals from electric vehicles’ lithium-ion batteries, managing to extract up to 99% of the former via electro-lixiviation of the cathode sheets with a previous ultrasound treatment.
Ultrasounds participate directly in the extraction of 99% of aluminum and facilitate the later process of electro-lixiviation for the rest of metals, obtaining 99% of efficiency for nickel, lithium and cobalt and, in a lesser degree for magnesium, which reaches a 44.2%.
Thus, the methodology proposes a pretreatment using ultrasounds at room temperature which provides a clean and intact Al sheet, and a later effective electro-lixiviation through a single-cell electrochemical process and a cathodic configuration in low concentration sulfuric medium.
On the one hand, this method avoids the current incineration recovery treatments: pyrometallurgical treatments (energy- intensive and contaminant, as they emit compounds such as sulphide or carbide). On the other hand, it avoids the hydrometallurgical processes, which are less aggressive but require a great amount of reactives (acid solutions, reductives and solvents, with long lixiviation processes, difficult reutilization and high cost).
Precisely, the main benefit of the process being investigated in the initiative “Recibat”, supported by the Valencian Institute for Business Competitiveness (IVACE), consists of a very significant reduction of the concentration of the lixiviation acid medium, without the need of reductors, which implies lower reactive consumption and a reduction of residual currents.
Other advantages of electro-lixiviation are the reduction of energetic consumption, working at 50ºC, instead of the 70ºC that come with conventional chemical lixiviation and the reutilization capacity of the acid solution in use (H2SO4).
According to the initiative’s promoters, promising results have been obtained to continue investigating this recycling pathway for lithium batteries. The next step is scaling-up the developed process in a pilot plant, as well as obtaining raw materials from the extracted materials, such as Li2CO3 (lithium carbonate) or nickel and cobalt catalysts.
Silvia Oyonarte and Francisco Bosch in collaboration with Ricardo Saiz
RECIBAT – METHODOLOGY FOR SUSTAINABLE RECYCLING OF METALS CONTAINED IN LITHIUM BATTERIES
Project Number: 22100061
Grant Agreement: IMDEEA / 2021/10
Duration: From 01/07/2021 to 30/09/2022
Coordinated in AIDIMME by: OYONARTE ANDRES, SILVIA
R&D Line: CIRCULAR ECONOMY
For more information contact AIDIMME.
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