LIBs have become an ideal choice in the EVs batteries and stationary storage applications due to their invaluable advantages. The demand for LIBs is projected to increase due to the growth in the sale of EVs. But an average lifespan of LIBs is expected to be around 8 years, thus resulting in the generation of a huge pile of spent batteries after their end of life. The disposal of spent LIBs has several environmental impacts and also results in the loss of valuable metals as a waste. So, efficient, and sustainable recycling methods should also grow at the same pace as of the EVs industries. Li is one of the vital elements for the modern energy revolution and there is a growing demand for its usage in the battery applications. High demand for Li along with supply risks due to its uneven distribution in different geographical locations will increase the Li price. Also, Li was added to the list of EUs critical materials. Currently, only 1% of Li from the end of life products is being recovered. The hydrometallurgy processes based on acid leaching followed by recovery steps are found to be efficient in the recovery of a considerable amount of Li yet there are many drawbacks. Therefore, a combined method such as a thermal treatment followed by water leaching is found to be a promising route to first selectively separate Li from the other valuable metals. The purpose of this research is to investigate the selective leaching of Li from thermally pretreated waste LIBs (by pyrolysis and incineration processes between 400 – 700 ºC for 30, 60, 90min) with water as a leaching agent at high temperature and low L/S ratio. Al salts were also leached along with Li with an efficiency not higher than 3.5%. The finding showed that the time of thermal pretreatment did not have a significant change in Li leaching efficiency. The effect of the S/L ratio showed that the leaching efficiency of Li was higher with an increase in liquid content, keeping the mass of solid constant. At a higher leaching temperature, the leaching efficiency of Li was higher due to an increase in the solubility of Li salts. The highest Li leaching efficiency of nearly 60% was observed from the sample pyrolyzed at 700 ºC for 60 min with the leaching condition S/L ratio = 1:20 g/mL, 80 ºC, 300 rpm, 3 hrs. Furthermore, the tests such as addition of 10% excess carbon during thermal treatment or use of carbonated water during leaching were carried out to enhance the leaching efficiency of Li. However, the test results did not have a significant increase in the leaching efficiency of Li. / LIB har blivit ett idealiskt val i EV-batterier och stationära lagringsapplikationer på grund av deras ovärderliga fördelar. Efterfrågan på LIB bedöms öka på grund av tillväxten i försäljningen av elbilar. Men en genomsnittlig livslängd på LIB förväntas vara cirka 8 år, vilket resulterar i att en enorm hög med förbrukade batterier genereras efter deras livslängd. Bortskaffande av förbrukade LIB har flera miljöpåverkan och resulterar också i förlust av värdefulla metaller som avfall. Så effektiva och hållbara återvinningsmetoder borde också växa i samma takt som inom elbranschen. Li är ett av de viktigaste elementen för den moderna energirevolutionen och det finns en växande efterfrågan på dess användning i batteritillämpningarna. Hög efterfrågan på Li tillsammans med utbudsrisker på grund av dess ojämna fördelning på olika geografiska platser kommer att öka Li-priset. Li läggs också till i listan över EU: s kritiska material. För närvarande återvinns endast 1% av Li från uttjänta produkter. Hydrometallurgiprocesserna baserade på syraläckning följt av återvinningssteg har visat sig vara effektiva vid utvinningen av en betydande mängd Li men det finns många nackdelar. Därför har en kombinerad metod, såsom en termisk behandling följt av vattenlakning, visat sig vara en lovande väg att först selektivt separera Li från de andra värdefulla metallerna. Syftet med denna forskning är att undersöka den selektiva urlakningen av Li från termiskt förbehandlade avfall LIB (genom pyrolys och förbränningsprocesser mellan 400 - 700 ºC under 30, 60, 90 minuter) med vatten som läckmedel vid hög temperatur och låg L / S förhållande. Al-salter lakades också ut tillsammans med Li med en verkningsgrad som inte var högre än 3,5%. Resultatet visade att tiden för termisk förbehandling inte hade någon signifikant förändring av Li-utlakningseffektiviteten. Effekten av S / L-förhållandet visade att urlakningseffektiviteten för Li var högre med en ökning av vätskeinnehållet, vilket höll massan av fast ämne konstant. Vid en högre urlakningstemperatur var urlakningseffektiviteten för Li högre på grund av en ökning av lösligheten av Li-salter. Den högsta Li-lakningseffektiviteten på nästan 60% observerades från provet pyrolyserat vid 700 ° C under 60 minuter med läckningsförhållandet S / L-förhållande = 1:20 g / ml, 80 ° C, 300 rpm, 3 timmar. Vidare utfördes testerna såsom tillsats av 10% överskott av kol under termisk behandling eller användning av kolsyrat vatten under lakning för att förbättra lakningseffektiviteten för Li. Emellertid hade testresultaten ingen signifikant ökning av utlakningseffektiviteten för Li.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-304543 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Balachandran, Srija |
| Publisher | KTH, Kemiteknik |
| 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 ; 2020:273 |
Page generated in 0.0031 seconds