Optimització del procés de recuperació de metalls en matèries amb mobilitat elèctrica
Visualitza/Obre
TFM Joan Morell.pdf (7,257Mb) (Accés restringit)
Sol·licita una còpia a l'autor
Què és aquest botó?
Aquest botó permet demanar una còpia d'un document restringit a l'autor. Es mostra quan:
- Disposem del correu electrònic de l'autor
- El document té una mida inferior a 20 Mb
- Es tracta d'un document d'accés restringit per decisió de l'autor o d'un document d'accés restringit per política de l'editorial
Estadístiques de LA Referencia / Recolecta
Inclou dades d'ús des de 2022
Cita com:
hdl:2117/373124
Tipus de documentProjecte Final de Màster Oficial
Data2022-07-18
Condicions d'accésAccés restringit per decisió de l'autor
Tots els drets reservats. Aquesta obra està protegida pels drets de propietat intel·lectual i
industrial corresponents. Sense perjudici de les exempcions legals existents, queda prohibida la seva
reproducció, distribució, comunicació pública o transformació sense l'autorització del titular dels drets
Abstract
Actualment, les bateries d’ió-liti (LIB) presenten una quota de mercat en continu creixement, impulsada principalment per l'electrificació de la mobilitat. Cada cop són més els usuaris que trien els vehicles elèctrics com a mitjà de transport, fet que s'ha traduït en un creixement exponencial de les vendes dels mateixos, i, per tant, una necessitat creixent de fabricació de les bateries.
Les bateries d’ió-liti s'estan convertint en l'alternativa més favorable i utilitzada per aplicacions de mobilitat elèctrica gràcies a la seva alta densitat energètica, baix nivell d’autodescàrrega, vida útil (entre 10 i 15 anys) i eficiència (Pagani 2021).
El creixement exponencial mundial de la demanda de bateries donarà lloc a un augment equivalent de la demanda de matèries primeres, com el liti i el cobalt, i per aquest motiu sorgeix la necessitat de reciclar aquests elements per tal de reduir l'impacte mediambiental. A més, el seu ús genera una gran quantitat de residus electrònics una vegada acabada la seva vida útil. Per aquests motius, sorgeix la necessitat d’implantar mesures per minimitzar l’impacte ambiental, com definir processos de reciclatge d'aquests dispositius, i així anar cap a una economia circular. Això, conjuntament amb l'augment de polítiques públiques entorn del tractament de residus electrònics al país, ha motivat el desenvolupament del present treball, el qual té com a objectiu recuperar metalls, principalment liti i cobalt, de bateries d’ió liti.
En el present treball es proposa i es confirma un mecanisme de lixiviació de liti i cobalt de LIBs. Seguidament s’estudien les condicions òptimes de pH, concentració de mostra i concentració d’agent lixiviant (Fe2+) del procés de lixiviació de LIBs.
Quan la concentració d’agent lixiviant està en excés, s’aconsegueix recuperar el 86% de Co i el 45,3% de Li treballant en discontinu. Però quan la concentració no està en excés, el percentatge de recuperació disminueix fins al 27% de Co i el 33% de Li. Actualmente, las baterías de ion-litio (LIB) presentan una cuota de mercado en continuo crecimiento, impulsada principalmente por la electrificación de la movilidad. Cada vez son más los usuarios que eligen los vehículos eléctricos como medio de transporte, lo que se ha traducido en un crecimiento exponencial de las ventas de los mismos y, por tanto, una necesidad creciente de fabricación de las baterías.
Las baterías de ion-litio se están convirtiendo en la alternativa más favorable y utilizada para aplicaciones de movilidad eléctrica gracias a su alta densidad energética, bajo nivel de autodescarga, vida útil (entre 10 y 15 años) y eficiencia ( Pagani 2021).
El crecimiento exponencial mundial de la demanda de baterías dará lugar a un aumento equivalente de la demanda de materias primas, como el litio y el cobalto, por lo que surge la necesidad de reciclar estos elementos para reducir el impacto medioambiental. Además, su uso genera una gran cantidad de residuos electrónicos una vez terminada su vida útil. Por estos motivos, surge la necesidad de implantar medidas para minimizar el impacto ambiental, como definir procesos de reciclaje de estos dispositivos, y así ir hacia una economía circular. Esto, conjuntamente con el aumento de políticas públicas en torno al tratamiento de residuos electrónicos en el país, ha motivado el desarrollo del presente trabajo, que tiene como objetivo recuperar metales, principalmente litio y cobalto, de baterías de ion litio.
En el presente trabajo se propone y confirma un mecanismo de lixiviación de litio y cobalto de LIBs. Seguidamente se estudian las condiciones óptimas de pH, concentración de muestra y concentración de agente lixiviante (Fe2+) del proceso de lixiviación de LIBs.
Cuando la concentración de agente lixiviante está en exceso, se consigue recuperar el 86% de Co y el 45,3% de Li trabajando en discontinuo. Pero cuando la concentración no está en exceso, el porcentaje de recuperación disminuye hasta el 27% de Co y el 33% Currently, lithium-ion batteries (LIBs) have a continuously growing market share, driven mainly by the electrification of mobility. More and more users are choosing electric vehicles as a means of transport, a fact that has translated into an exponential growth in their sales and, therefore, a growing need for battery manufacturing.
Lithium-ion batteries are becoming the most favourable and widely used alternative for electric mobility applications thanks to their high energy density, low self-discharge level, useful life (between 10 and 15 years) and efficiency (Pagani 2021).
The exponential worldwide growth in the demand for batteries will lead to an equivalent increase in the demand for raw materials, such as lithium and cobalt, which is why there is a need to recycle these elements in order to reduce their environmental impact. Moreover, their use generates a large amount of electronic waste once their useful life is over. For these reasons, there is a need to implement measures to minimise the environmental impact, such as defining recycling processes for these devices, thus moving towards a circular economy. This, together with the increase in public policies on the treatment of electronic waste in the country, has motivated the development of this work, which aims to recover metals, mainly lithium and cobalt, from lithium-ion batteries.
In the present work, a mechanism for the leaching of lithium and cobalt from LIBs is proposed and confirmed. The optimal conditions of pH, sample concentration and leaching agent concentration (Fe2+) of the LIB leaching process are then studied.
When the concentration of the leaching agent is in excess, 86% of Co and 45.3% of Li are recovered by working in discontinuous operation. However, when the concentration is not in excess, the recovery rate decreases to 27% Co and 33% Li.
For this reason, a continuous process of recovery of lithium and cobalt is designed to recover 87,8% of Co and 45,6% of Li.
TitulacióMÀSTER UNIVERSITARI EN ENGINYERIA DELS RECURSOS NATURALS (Pla 2015)
Fitxers | Descripció | Mida | Format | Visualitza |
---|---|---|---|---|
TFM Joan Morell.pdf | 7,257Mb | Accés restringit |