Strategier för litiumutvinning från lösningar

Den ökande globala efterfrågan på litiumjonbatterier (LIB) understryker behovet av hållbara metoder för litiumåtervinning. Denna studie fokuserar på att återvinna litium från laklösningar erhållna genom oxalsyrelakning av svartmassa från förbrukade LIB, med fokus på kristallisation av litiumoxalat (Li2C2O4) och litiumfluorid (LiF). Löslighetsstudier i vatten och 0.6 M oxalsyra över temperaturintervallet 5°C till 45°C visade ett starkt temperaturberoende för Li2C2O4 i oxalsyra, medan LiF förblev svårlösligt. XRD visade att Li2C2O4 omvandlas till litiumväteoxalat (LiHC2O4) i oxalsyra, vilket förändrar dess löslighets- och kristallisationsbeteende. Litium återvanns genom förträngningskristallisation med etanol, aceton och 2-propanol. Återvinningsgraden var högst med aceton i vattenbaserade lösningar och uppgick till cirka 88.9% av litiumet som Li2C2O4. För oxalsyrabaserade lösningar var 2-propanol mest effektiv, med en återvinning på 56% av litiumet som LiHC2O4. Studien utvärderade även återvinning av litium från verkliga laklösningar som innehöll flera olika metaller. Vid användning av 2-propanol återvanns cirka 61% av litiumet, huvudsakligen som Li2C2O4. Noterbart är att processen också fällde ut nästan allt Ni (97% återvinning), medan andra metallföroreningar såsom Al (18% återvinning), P (21% återvinning) och Cu (5% återvinning) till största delen förblev lösta i lösningen. Identifiering och bildning av litiumföreningar verifierades genom ICP-OES, XRD, SEM och mikroskopianalyser. Resultaten visar att förträngningskristallisation är en lovande metod för litiumåtervinning; dock kräver processen fortsatt förbättring.