Syftet med denna studie var att öka kunskapen kring förträngningskristallisation av metalklorider så som litiumklorid. Många kloridsalter har tidigare uppvisat svårigheter att kristallisera med förträngningskristallisation på grund av höga lösligheter av kloridsalter i organiska lösningsmedel. I detta arbete undersöktes också utfällning av metaller med det konjugerande basen av organiska syror så som citronsyra, ättiksyra, myrsyra och glukonsyra för att möta ny forskning om lakning av katodmaterial med dessa syror. Denna studie utgörs av en litteraturstudie med fakta om nämnda system för att på så vis finna de faktorer som påverkar utsikterna för kristallisation med lösningsmedel. Inom litteraturstudien var fokus också på att finna korrelationer mellan systemkomponenternas egenskaper och möjligheterna för systemet att kristallisera. Vidare var den insamlade informationen också föremål för diskussion för att sedan ge förslag på framtida experiment för att förstå dessa system bättre. Dessutom utfördes experiment på litium- och nickelklorider samt litiumkarboxylater med flera olika lösningsmedel. Experimenten visade att ingen av de testade lösningsmedlen fällde ut litium- och nickelklorid förutom ättiksyra och DMSO som fällde ut nickelklorid. Av de testade karboxylaterna visade det sig möjligt att fälla ut en fast fas från en laklösning innehållande Li, Ni, Mn och Co genom att tillsätta aceton. Dock kunde varken litiumglukonat, acetat eller format fällas ut med de lösningsmedel som användes. Från denna studie drogs slutsatsen att en trolig anledning för utebliven utfällning av kloridsalterna var deras förmåga att bilda lösliga komplex med kloridjoner och lösningsmedel och att framtida forskning på dessa system bör fokusera på att minska denna komplexbildning. Ett annat hinder som uppdagades av experimenten var fasseparation av vatten och organfas, speciellt när aceton och acetonitril användes. Därför rekommenderades det också att undersöka dessa system vid högre temperaturer. För karboxylatsystemen rekommenderades också att framtida forskning bör fokusera på att undersöka tillsatts av olika lösningsmedel vid olika pH eftersom detta troligen påverkar komplexbildning i dessa system. / The purpose of this study was to increase the understanding of antisolvent crystallization on metal chloride salts, in particular lithium chloride. Many chloride salts have previously been shown to be challenging for antisolvent crystallization due to high solubilities of metal chlorides in many organic solvents. In addition, precipitating metals using the conjugate base of organic acids, such as citrate,acetate, formate and gluconate as anions were also tested to reach beyond chloride systems and to meet the current research on battery leaching. The study was produced by a literature survey collecting information about the mentioned systems for antisolvent crystallization in order to assess the main factors affecting the possibilities for antisolvent crystallization in these systems. Within the literature study focus was also to investigate eventual correlations between the characteristics of the components in the system to the outcome upon solvent addition. Furthermore, the assessed information was discussed and evaluated in order to give suggestions on future experiments in order to understand these systems better. In addition, lithium and nickel chlorides and carboxylates were experimentally screened for different antisolvents. It was concluded that none of the tried antisolvent could precipitate concentrated solutions of lithium and nickel chloride except for acetic acid and DMSO which precipitated nickel chloride. Of the tried metal carboxylates it was possible to precipitate metal citrates from a leachate containing Li, Ni, Mn and Co using acetone. However, neither lithium gluconate, acetate or formate could be precipitated with the solvents tried. The study concluded that a probable reason for the challenges of precipitation of metal chlorides is their tendency to form soluble chloro and solvo complexes and that future research on these systems should focus on decreasing the complex formations. Another obstacle found by the experiments is the occurrence of salt induced phase separation in several systems, in particular those containing acetone and acetonitrile. Therefore, it was recommended to investigate these systems at elevated temperatures. For the carboxylate systems it was concluded that screening for promising antisolvents in future research should be done at different pH in order to assess the effect of chelation with the cations.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-299500 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Waller, Victor |
| Publisher | KTH, Resursåtervinning |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-CBH-GRU ; 2021:088 |
Page generated in 0.002 seconds