Metal Bioleaching from Spent Lithium-Ion Batteries Using Acidophilic Bacterial Strains

• Autorzy: Marcincakova R. , Kadukova J. , Mrazikova A. , Velgosova O. , Luptakova A. , Ubaldini S.

Warianty tytułu

PL

Bioługowanie metali z baterii litowo-jonowych za pomocą bakterii kwasolubnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this present work lithium and cobalt recovery from spent lithium-ion batteries (27.5% LiCoO2) by bioleaching was investigated. The experiments were carried out using the consortia of acidophilic bacteria of Acidithiobacillus ferrooxidans and Acidithiobacillus thiooxidans. For the Li and Co bioleaching two different media were used. A rich nutrient medium was consisted of all minerals needed for bacterial growths, whereas a low nutrient medium contained only sulphuric acid and elemental sulphur as an energy source. In the rich nutrient medium the overall lithium and cobalt bioleaching efficiency was 80% and 67%, respectively, whereas in the low nutrient environment only 35% Li and 10.5% Co were released. The experimental results revealed that the presence of nutrients in the bioleaching medium influenced, to a large extent, lithium and cobalt dissolution from LIBs.

PL

W prezentowanym artykule zbadano odzysk litu i kobaltu ze zużytych baterii litowo-jonowych (27.5% LiCoO2) za pomocą bioługowania. Eksperymenty zostały przeprowadzone za pomocą kultur bakterii kwasolubnych Acidithiobacillus ferrooxidans oraz Acidithiobacillus thiooxidans. Dla bioługowania Li i Co zastosowano dwa różne ośrodki: ośrodek bogaty we wszystkie minerały potrzebne do wzrostu bakterii oraz ośrodek o niskiej zawartości substancji odżywczych, którym był ośrodek zawierający jedynie kwas siarkowy oraz siarkę pierwiastkową jako źródło energii. W pierwszym ośrodku ogólna efektywność bioługowania litu i kobaltu wyniosła, odpowiednio, 80% i 67%. Dla drugiego ośrodka wyniki te były, odpowiednio, 35% Li oraz 10.5% Co. Wyniki eksperymentalne ukazały, że obecność substancji odżywczych w bioługowaniu wpływa znacząco na odzyskanie litu i kobaltu z baterii litowo-jonowych.

Słowa kluczowe

EN

bioleaching; spent lithium-ion batteries; Acidithiobacillus ferrooxidans; Acidithiobacillus thiooxidans; Li and Co recovery

PL

bioługowanie; zużyte baterie litowo-jonowe; Acidithiobacillus ferrooxidans; Acidithiobacillus thiooxidans; odzysk Li i Co

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 17, nr 1
• Strony: 117--120
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., wykr.

Twórcy

autor

Marcincakova R.

• Faculty of Metallurgy, Technical University in Košice, Park Komenskeho 11, 042 00 Kosice, Slovak Republic

autor

Kadukova J.

• Institute of Biology and Ecology, Faculty of Science, Pavol Jozef Safarik University, Srobarova 2, 04001 Kosice, Slovak Republic

autor

Mrazikova A.

• Faculty of Metallurgy, Technical University in Košice, Park Komenskeho 11, 042 00 Kosice, Slovak Republic

autor

Velgosova O.

• Faculty of Metallurgy, Technical University in Košice, Park Komenskeho 11, 042 00 Kosice, Slovak Republic

autor

Luptakova A.

• Institute of Geotechnics, Slovak Academy of Sciences, Kosice, Slovak Republic

autor

Ubaldini S.

• Institute of Environmental Geology and Geoengineering, CNR, Roma, Italy

Bibliografia

• 1. Brandl, H., Faramarzi, M. “Microbe-metal interactions for the biotechnological treatment of metal containing solid waste.” China Particuology 2(2006): 93–97.
• 2. Brandl H., Microbial leaching of metals, Biotechnology Set, Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheim, Germany, 2008.
• 3. Ehrlich, H.L., Beginnings of rational bioleaching and highlights in the development of biohydrometallurgy: a brief history. EJMP&EP 4(2004): 102–112.
• 4. Goonan, T. Lithium use in batteries, U.S.Geolocical Survey [online]. Reston, Virginia, 2012, Circular 1371, [cit.2013-04-20]. available on www. ‹http://pubs.usgs.gov/circ/1371/›.
• 5. Hoque Md. E., Philip O.J. “Biotechnological recovery of heavy metals from secondary sources.” Materials Science of Engineering C/31(2011): 57–66.
• 6. Luptáková, A., Kušnierová, M., Fečko P. Minerálne biotechnológie II, Sulfuretum v prírode a v priemysle, VŠB Technická univerzita v Ostrave, 2002.
• 7. Mishra, D. and Rhee, J-H. Current research trends of microbial leaching for metal recovery from industrial wastes, Formatex, 2010.
• 8. Sand W., Gehrke T., Jozsa P-G., Schippers A., “(Bio)chemistry of bacterial leaching – direct vs. indirect bioleaching.” Hydrometallurgy 59(2001): 159–175.
• 9. Smith L., “Demand not to be taken lightly: While future lithium markets appear promising.” Industrial Minerals 2010: 45-46.
• 10. Swain, B. et al., “Hydrometallurgical process for recovery of cobalt from waste cathode active material generated during manufacturing of lithium ion batteries.” Journal of Power Sources 167(2007): 536–544.
• 11. Willner, J., Fornalczyk, A. “Extraction of metals from electronic waste by bacterial leaching.” Environmet Protection Engineering 2013: 197–208.
• 12. Xin, B. et al., “Bioleaching mechanisms of Co and Li from spent lithium-ion battery by the mixed culture of acidophilic sulphur-oxidizing and iron-oxidizing bacteria.” Bioresource Technology 100(2009): 6163–6169.
• 13. Zeleňáková, M., Zvijáková, L. “Selection of impact indicators and their evaluation for environmental assessment of water construction.” Pollack Periodica 6/3(2011): 83–92.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.