Hydrometallurgische Rückgewinnung von Lithium aus Lithium-Ionen-Batterien

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NICHTEISENMETALLURGIE

13.04.2021

Dipl.-Ing. Eva Gerold

Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie Montanuniversität Leoben

Hydrometallurgische Rückgewinnung von

Lithium aus Lithium-Ionen-Batterien

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Rohstoff Lithium

 Abhebung von anderen Alkalimetallen durch spezifische Eigenschaften  Einsatz in Lithium- Ionen-Batterien

 Bedarf hat sich in den letzten Jahren stark erhöht

 Ausschließlich primäre Gewinnung

 Lithium-Ionen-Batterien stellen einen

hochwertigen Sekundärrohstoff dar (5–7 % Li)

Quelle: https://www.deutsche-rohstoffagentur.de/DERA/DE/Downloads/Studie_lithium_2017.pdf?__blob=publicationFile&v=3

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Ist Lithium recyclebar?

 Rückgewinnung als Nebenprodukt möglich (häufig mit schlechter Qualität)

 Verschlackung im Bereich des pyrometallurgischen Batterierecyclings

 Letzter Schritt der Extraktion im Rahmen des hydrometallurgischen Batterierecyclings

‒ hohe Lösungsmittelmengen

‒ Vielzahl an Verunreinigungen

‒ Matrixeffekte

 Stand der Technik: Präzipitation mit Na₂CO₃ (führt häufig zu schlechten Ausbeuten)

Quelle: https://www.elektroniknet.de/power/power-management/recycling-von-lithium-ionen-akkus.106499.html#gallery-2

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Lithium-Recycling im SeLiReco-Prozess

 Verwendung alternativer Fällungsmittel

 Berücksichtigung von Matrixeffekten

 Identifizierung der maßgeblichen Parameter

 Optimierung der beeinflussenden Bedingungen

Quelle: https://efahrer.chip.de/e-wissen/batterie-recycling-das-passiert-mit-dem-alten-lithium-ionen-akku_10490

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Entwicklung eines selektiven und effizienten Recyclingprozesses für Lithium aus LIBs

 Statistische Versuchsplanung und – auswertung mit MODDE 12

 Darstellung der Abhängigkeiten und Vergleich der unterschiedlichen

Fällungsmittel

 Na₃PO₄ führt zu deutlich reduzierten Li-Konzentrationen in der Restlösung

 Hohe Effektivität und Effizienz des Präzipitationsprozesses

Na₃PO₄ Na₂CO₃ K₂HPO₄

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Zusammenfassung und Ausblick

 Rückgewinnung von Lithium als Lithiumphosphat

 Hohe Effizienz und Selektivität

 Berücksichtigung von Matrixeffekten unerlässlich

 Hochwertiges Produkt  Einsatz als Batterievorläufer möglich

Li

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