سعید کریمی - استادیار گروه مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه صنعتی همدان
پدرام اشتری - استادیار گروه مهندسی معدن دانشگاه صنعتی همدان

باتری های مستعمل لیتیوم- یوم حاوی عناصر با ارزشی همانند کبالت، منگنز، نیکل و مس هستند و بازیافت این عناصر علاوه برایجاد سود اقتصادی می تواند باعث کاهش مشکلات زیست محیطی این مواد گردد. در این پژوهش، جداسازی منگنز با غلظتزیاد حاصل از لیچینگ مواد موجود در کاتد باتری های مستعمل لیتیوم- یون به روش استخراج حلالی انجام گردید. جهتجداسازی یون منگنز دو ظرفیتی از دیگر یون های موجود در محلول (کبالت و نیکل) از اسید آلی D2EHPA (دی دو اتیل هگزیلفسفریك اسید) و TBP (تری بوتیل فسفات) استفاده گردید. ابتدا قسمت کاتد باتری های لیتیوم- یون به صورت فیزیکی ازقسمت های آند، پوسته باتری و پلاستیك ها جدا شد. سپس لیچینگ قلیایی با استفاده از سود 8M جهت جداسازی آلومینیمانجام گرفت. پس از این مرحله مواد باقیمانده از لیچینگ قلیایی، تحت فرآیند حل سازی در محیط اسید سولفوریك با pH حدود1 قرار گرفت و سپس فیلتر شد. در مرحله نهایی محلول حاصل حاوی عناصر منگنز، کبالت و نیکل تحت فرآیند استخراج حلالیقرار گرفت. محلول آبی حاصل سولفات منگنز (II) با غلظت 25480ppm و کبالت (II) با غلظت 18900ppm به همراهمحلول اسید آلی 30D2EHPA% و 5TBP% مخلوط شدند. اثر pH بر میزان استخراج عناصر کبالت و منگنز با غلظت زیادمورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که بهینه pH برای استخراج حلالی منگنز pH حدود 3 می باشد. جهت بررسی تعدادمراحل استخراج حلالی، آزمایش ها در pH برابر با 3 و نسبت فاز آبی به آلی برابر 3 انجام گرفت. بیشترین مقدار جدایش منگنزاز عناصر کبالت و نیکل حدود 97/8% به دست آمد. در این شرایط مقادیر اتلاف کبالت به ترتیب 32/3% حاصل شد. طبق اطلاعات استخراج شده از آزمایش های استخراج حلالی، 4 مرحله استخراج برای دستیابی به حداکثر استخراج منگنز در نسبتآبی به آلی 3 نیاز است.

باتری لیتیوم- یون، بازیافت، منگنز، جداسازی، استخراج حلالی