Caracterización y separación de componentes de baterías Li-Ion, por encima de 500 µm

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Cita com:
hdl:2117/396177
Document typeMaster thesis
Date2023-07-18
Rights accessOpen Access
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Attribution-NonCommercial 4.0 International
Abstract
El reciclaje de las baterías Li-ion es un factor muy importante en el desarrollo sostenible de las industrias de vehículos eléctricos y dispositivos electrónicos debido a la disponibilidad limitada de las materias primas que las componen. En este trabajo se estudian métodos de caracterización y posible separación física de la parte más gruesa de una masa de baterías trituradas, por encima de 500 μm, que visualmente está formada por principalmente plástico y fragmentos metálicos. El material se trituró de nuevo en tres fracciones de diferentes rangos de tamaño y otra que contiene fragmentos metálicos ferromagnéticos, separados mediante un imán. Los métodos empleados para separar el plástico de los compuestos de interés son la flotación con espuma para la fracción fina, de menos de 125 μm, y separación mediante líquidos densos con ZnCl para las fracciones restantes, entre 125-500 y 500-3500 μm. Los métodos de caracterización fueron adecuados, ya que se pudieron identificar la mayoría de elementos que componen este material en estudio, y hubo correlaciones confidentes de resultados con diferentes técnicas analíticas. En cuanto a los posibles métodos de separación, estos no fueron efectivos, debido a la presencia del aglutinante en las fracciones más finas, y solamente la prueba de separación de la fracción más gruesa presentó unos resultados suficientemente adecuados, flotando 94.35 % del plástico y/o grafito, con una concentración másica del 99.30 %, mientras que en la parte sumergida se recuperó más de 90 % de aluminio, cobre y oxido de litio. End-of-life Li-ion batteries recycling is a crucial factor in the sustainable development of electric vehicle and electronic device industries due to the limited availability of the raw materials from which they are made. This study examines methods for characterization and potential physical separation of the larger portion of a crushed battery mass, above 500 μm, visually composed primarily of plastic and metallic fragments. The material was further crushed into three fractions of different size ranges, with one containing ferromagnetic metallic fragments separated using a magnet. The methods employed to separate the plastic from the desired compounds include foam flotation for the fine fraction, less than 125 μm, and separation using dense liquids with ZnCl for the remaining fractions, between 125-500 μm and 500-3500 μm. The characterization methods were adequate, as it was possible to identify most of the elements of the material under study, and there were reliable correlations of results with different analytical techniques. As for the possible separation methods, these were not effective, due to the presence of the binder in the finer fractions, being only the separation test for the coarsest fraction yielded sufficiently adequate, with 94.35% of the plastic and/or graphite floating, with a mass concentration of 99.30%, while over 90% of aluminium, copper, and lithium oxide were recovered from the submerged part.
DegreeMÀSTER UNIVERSITARI EN ENGINYERIA DELS RECURSOS NATURALS (Pla 2015)
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GABRIEL IULIAN DAN - TFM.pdf | 3,149Mb | View/Open |