Selektywna ekstrakcja kobaltu(II) i litu(I) za pomocą kwasów fosforoorganicznych z roztworów po ługowaniu zużytych baterii litowo-jonowych

• Autorzy: Pośpiech B.

Warianty tytułu

EN

Selective extraction of cobalt(II) and lithium(I) by organophosphorus acids from solution after leaching of spent lithium-ion battery

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań selektywnego wydzielania jonów kobaltu(II) i litu(I) w procesie ekstrakcji rozpuszczalnikowej za pomocą kwasów fosforoorganicznych. W roli ekstrahentów użyto roztworów kwasu di(2,4,4-trimetylopentylo)fosfinowego (Cyanex 272) oraz kwasu di(2,4,4-trimetylopentylo)ditiofosfinowego (Cyanex 301). Porównano ich zdolności ekstrakcyjne i separacyjne w stosunku do jonów kobaltu(II) i litu(I) wydzielanych z roztworu modelowego odpowiadającego swoim składem roztworom uzyskiwanym w wyniku ługowania zużytych baterii litowo-jonowych za pomocą 4 M HCl. Zbadano wpływ stężenia ekstrahenta, pH fazy wodnej oraz wpływ dodatku ekstrahentów solwatujących w postaci tlenku trioktylofosfiny (TOPO) i fosforanu tributylu (TBP) na selektywność ekstrakcji jonów Co(II) i Li(I).

EN

The paper describes the separation of cobalt(II) and lithium(I) ions in solvent extraction process by organophosphorus acids. Bis(2,4,4-trimethylpentyl)phosphinic acid (Cyanex 272) and bis(2,4,4-trimethylpentyl)dithiophosphinic acid (Cyanex 301) were used as the extractants. It was compared efficiency and selectivity properties of these extractants in extraction process of cobalt(II) and lithium(I) ions from simulated solution of leach liquor solution after leaching of spent lithium-ion battery by 4 M HCl. It was studied the influence of the extractant concentration, pH of aqueous phase and addition of solvating extractants in the form of trioctylphosphine oxide (TOPO) and tributyl phosphate (TBP) on the extraction selectivity of Co(II) and Li(I). The optimal conditions of Co(II) and Li(I) separation from aqueous chloride solution have been determined. The extraction behaviour of cobalt(II) was compared with lithium(I) ions in the chloride solution. Cobalt(II) can be selective separated from lithium(I) ions present in the aqueous phase in extraction process by using 0.5 M Cyanex 301 at equilibrium pH 2 and by using 0,5 M Cyanex 271 at equilibrium pH 6 of aqueous phase. The addition of 5 % vol. TBP to 0,5 M Cyanex 301 influences on the improvement of extraction selectivity process of Co(II) and Li(I).

Słowa kluczowe

PL

lit; kobalt; ekstrakcja rozpuszczalnikowa; bateria litowo-jonowa

EN

lithium-ion battery; lithium; cobalt

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 57, nr 6
• Strony: 368--373
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Pośpiech B.

• Politechnika Częstochowska, Katedra Chemii, Częstochowa

Bibliografia

• 1. Fijałkowska A., Kurowski R., Czaplicka M.: Polska baza surowcowa litu w kontekście światowych tendencji produkcji węglanu litu z solanek i litonośnych wód termalnych. Rudy Metale 2008, t. 9, s. 548-554.
• 2. Apostoluk W.: Ekstrakcja w hydrometalurgii kobaltu. Materiały VI Seminarium „Hydrometalurgia kobaltu”, Lubin 1998, s. 32-54.
• 3. Kosarga E., Walkowiak W., Gęga J.: Hydrometalurgiczne metody wydzielania metali ze zużytych baterii i akumulatorów. Przemysł Chemiczny 2006, t. 85, s. 249-253.
• 4. Zhang P., Yokoyama T., Itabashi O., Suzuki T., Inoue K.: Hydrometallurgical process for recovery of metal values from spent lithiumion secondary batteries. Hydrometallurgy 1998, t. 47, s. 259-271.
• 5. Lee C.K., Rhee K.: Reductive leaching of cathodic active materials from lithium ion battery wastes. Hydrometallurgy 2003, t. 68, s. 5-10.
• 6. Swain B., Jeong J., Lee J., Lee G. H., Sohn J.: Hydrometallurgical process for recovery of cobalt from waste cathodic active material generated during manufacturing of lithium ion batteries. Journal of Power Sources 2007, t. 167, s. 536-544.
• 7. Pranolo Y., Zhang W., Cheng C. Y.: Recovery of metals from spent lithium‐ion battery leach solutions with a mixed solvent extractant system. Hydrometallurgy 2010, t. 102, s. 37-42.
• 8. Zhang P., Yokoyama T., Suzuki T. M., Inoue K.: The synergistic extraction of nickel and cobalt with a mixture of di(2-ethylhexyl) phosphoric acid and 5‐dodecylsalicylaldoxyme. Hydrometallurgy 2001, t. 61, s. 223-227.
• 9. Sarangi K., Reddy B. R., Das R. P.: Extraction studies of co‐ balt(II) and nickel(II) from chloride solutions using Na-Cyanex 272. Separation of Co(II)/Ni(II) by the sodium salts of D2EHPA, PC88A and Cyanex 272 and their mixtures. Hydrometallurgy 1999, t. 52, s. 253-265.
• 10. Darvishi D., Haghshenas D. F., Keshavarz Alamdari E., Sadrnezhaad S. K., Halali M.: Synergistic effect of Cyanex 272 and Cyanex 302 on separation of cobalt and nickel by D2EHPA. Hydrometallurgy 2005, t. 77, s. 227‐238.
• 11. Gandhi M. N., Deorkar N. V., Khopkar S. M.: Solvent extraction separation of cobalt(II) from nickel(II) and other metals with Cyanex 272. Talanta 1993, t. 40, s. 1535-1539.
• 12. Devi B., Nathsarma K. C., Chakravortty V.: Sodium salts of D2EHPA, PC-88A and Cyanex 272 and their mixtures as extractants for cobalt(II). Hydrometallurgy 1994, t. 34, s. 331-342.
• 13. Swain B., Jeong J., Lee J., Lee G. H: Separation of cobalt and lithium from mixed sulphate solution using Na‐Cyanex 272. Hydrometallurgy 2006, t. 84, s. 130-138.
• 14. Kang J., Senanayake G., Sohn J., Shin S. M.: Recovery of cobalt sulfate from spent lithium ion batteries by reductive leaching and solvent extraction with Cyanex 272. Hydrometallurgy 2010, t. 100, s. 168-171.
• 15. Chen L., Tang X., Zhang Y., Li L., Zeng Z., Zhang Y.: Process for the recovery of cobalt oxalate from lithium ion batteries. Hydrometallurgy 2011, t. 108, s. 80-86.