As the demand on resources is increasing worldwide, the process of recycling material has become more important. The specific recycling of metals used in car batteries, and more specifically in the large batteries used in hybrid electric vehicles, is a rising concern where the industrially implemented recycling processes concerning these batteries that exist today are often highly pollutant and energy consuming. In the present study, an alternative hydrometallurgical recycling process of the previously and to some extent presently widely used battery type for hybrid electric vehicle applications, namely the Nickel Metal Hydride (NiMH) battery, has been investigated. The focus was to evaluate different routes of recovering Ni, Co, Mn, Zn, Al and residual Y from a NiMH battery leach solution as obtained in a priorly conducted leaching study. Three different possible products were chosen for closer investigation, a mixed metal hydroxide where all of the metals would be precipitated together, a new NiMH cathode material where a controlled precipitation of Ni, Co and Zn together would be implemented and last a pure Ni salt product where a selective separation of Ni from the other metals would be required. Two of the three products, the mixed metal hydroxide and the pure Ni salt, were found suitable for the specific system and it was concluded that a pure Ni salt production would be most justifiable. The separation of Ni from the other metals present in the solution was here proposedly achieved by an extraction process using supported liquid membranes. A mathematical model was used in Matlab in order to evaluate the separation efficiency and to determine the optimum process conditions for the extraction process and a hydroxide precipitation experimental study was conducted in order to determine both the process streams in the production of a mixed metal hydroxide and the solution behavior during the pH increase in the Ni salt production extraction process. The results suggested a low loss of valuable metals and due to this, both the process of producing a mixed metal hydroxide and the process of producing a pure Ni salt could be found to be economically justifiable. / I samband med den ökande efterfrågan på råmaterial världen över så har processer för att återvinna material blivit mer och mer viktiga. Den specifika återvinningen av metaller som använts i bilbatterier, och än mer specifikt återvinningen av de stora batterier som används i hybridbilar är just nu en ökande oro då de rådande återvinningsprocesser som används idag ofta är högst energikrävande och har en stor förorenande inverkan på naturen. I denna studie har en alternativ hydrometallurgisk återvinningsprocess granskats i syfte att återvinna de metaller som används i nickelmetallhydridbatterier (NiMH) som brett har använts för just hybridbilsapplikationer. Fokus har legat på att utvärdera olika möjligheter att återvinna Ni, Co, Mn, Zn, Al och överbliven Y från en laklösning som är ett resultat av en tidigare genomförd lakstudie angående NiMH-batterierna. Tre möjliga produkter valdes för närmare granskning, en blandad metallhydroxid där alla metaller samutfälls ur lösningen, en ny NiMH-katod där en kontrollerad samutfällning av Ni, Co och Zn implementeras och sist ett rent nickelsalt där a selektiv separation av Ni från de övriga metallerna är nödvändig. Två av de tre produkterna, den blandade metallhydroxiden och det rena nickelsaltet, befanns vara lämpliga för det specifika systemet och slutsatsen drogs att en nickelsaltsproduktion var mest berättigad. Den föreslagna separationstekniken för att separera Ni från de andra metallerna i lösningen var en extraktionsprocess användandes av en vätskemembranteknik. En matematisk modell användes med hjälp av Matlab för att utvärdera separationseffektiviteten och för att bestämma optimala processförhållanden. En experimentell hydroxidutfällningsstudie genomfördes även för att bestämma både procesströmmarna i en produktion av en blandad metallhydroxid och för att undersöka lösningens beteende under pH-ökningen i den föreslagna produktionsprocessen av ett nickelsalt. Enligt resultaten är förlusten av värdefulla metaller låga i båda processerna och i enlighet med detta kunde både produktionsprocessen av en blandad metallhydroxid och av ett rent nickelsalt befinnas ekonomiskt hållbara.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-216397 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Ricknell, Jonas |
| Publisher | KTH, Skolan för kemivetenskap (CHE) |
| 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 |
Page generated in 0.0025 seconds