Metals recovery from spent hydrotreatment catalysts in a fluoride-bearing medium

Lima, Tatiana Siqueira de; Campos, Paula Constante; Afonso, Júlio Carlos

doi:10.1016/j.hydromet.2005.08.009

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“…7,16 Aparentemente não há menção ao uso de ácido fluorídrico. O íon fluoreto é uma base muito forte e forma complexos muito estáveis com cátions contendo configurações de gás nobre (os ácidos duros) [21][22][23] Ao contrário de diversos ácidos carboxílicos usados como complexantes (cítrico, málico, succínico, tartárico, oxálico), 2,16 o ácido fórmico parece não ter sido testado. Tal como o ácido oxálico, o mais simples dos ácidos monocarboxílicos alifáticos é um poderoso agente redutor, mas não precipita íons metálicos como no caso do oxalato.…”

Section: Introductionunclassified

Lixiviação Ácida De Baterias Íon-Lítio

Silva¹,

Afonso²,

Mahler³

2018

Quim. Nova

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publicado na web em 22/02/2018 ACIDIC LEACHING OF Li-ION BATTERIES. This paper describes a route for recovering cobalt and lithium from spent Li-ion batteries via acidic leaching. Sulfuric, hydrochloric, hydrofluoric and formic acids were used as leachants. Hydrogen peroxide was added as reductant, except for formic acid since it is itself a reductant. Experiments were run at [25][26][27][28][29][30][31][32][33][34][35][36][37][38][39][40] o C for 1-3 h. Under the best optimal conditions, the leaching efficiency order was HCl ≈ HF > H 2 SO 4 > HCOOH. Over 90 wt.% of cobalt and lithium were leached by the inorganic acids. The insoluble matter corresponds mainly to the carbon from the cathode. Co(II) was extracted with D2EHPA 16 vol.% diluted in n-hexane at pH ~5 (A/O ratio 1/1 vol/vol, one stage, 25 °C). Co(II) striping was possible using a dilute leachant (1-2 mol L -1 HCl or H 2 SO 4 , 4-5 mol L -1 HF or HCOOH). Lithium was isolated from the raffinate by precipitation as carbonate or phosphate.Keywords: lithium-ion battery; metals recovery; solvent extraction; cobalt; lithium. INTRODUÇÃOAs baterias de íon-lítio por apresentarem uma elevada densidade de energia, vida útil longa, massa reduzida, taxa de descarga baixa e menor toxicidade em relação a outros tipos de baterias (níquel-cád-mio, níquel hidreto metálico), são hoje muito utilizadas em telefones celulares, câmeras fotográficas e outros equipamentos eletroeletrônicos (EEE) portáteis.1,2 O desenvolvimento de novas versões tecnológicas desses equipamentos e a maior facilidade de acesso dos mesmos a mais camadas da população levam a uma inevitável elevação da produção e do consumo de EEE e, consequentemente, de suas baterias. Mais de 60% do mercado da energia potátil é hoje preenchido por baterias de íon-lítio.3-6 Suas características o colocam na dianteira do desenvolvimento de veículos híbridos e elétricos. [6][7][8] Essas baterias apresentam em sua composição um ânodo, um cátodo, coletores de corrente, um separador, um eletrólito, um invó-lucro externo e peças de vedação. O ânodo é composto de grafite, lítio, carbono e fluoreto de polivinilideno (PVDF), que fixa os demais componentes ao coletor de corrente, que é uma lâmina de cobre; o eletrólito é tipicamente hexafluorfosfato de lítio (LiPF 6 ) em solvente orgânico, normalmente carbonato de etileno (CE), carbonato de dietila (DEC), carbonato de dimetila (DMC) ou misturas deles. O separador é feito de polipropileno (PP) ou polietileno (PE). O cátodo é feito de carbono (grafita), um óxido misto contendo lítio e cobalto (como o LiCoO 2 , que detém ~40% do mercado 6 ) e PVDF, que fixa os componentes ao coletor de corrente do cátodo, que é uma lâmina de alumínio. Hoje, cerca de 25% do cobalto produzido no mundo se destina à manufatura de baterias.8 A expansão do mercado de EEE portáteis pressiona o preço desse metal nos mercados internacionais. 9,10Além disso, devido a problemas relacionados à disponibilidade de cobalto (as principais fontes primárias se localizam em regiões de forte instabilidade geopolítica...

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Section: Introductionunclassified

Lixiviação Ácida De Baterias Íon-Lítio

Silva¹,

Afonso²,

Mahler³

2018

Quim. Nova

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“…17,38 This acid has already been investigated as a leachant for spent catalysts. 39,40 Different from many carboxylic acids (citric, malic, succinic, oxalic, iminodiacetic, tartaric), 5,21 formic acid has apparently not been tested yet. Like oxalic acid, the simplest aliphatic monocarboxylic acid is a strong reductant, but does not precipitate metal ions as does oxalate.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

PROCESSING OF SPENT ZINC-MnO2 DRY CELLS IN VARIOUS ACIDIC MEDIA

et al. 2017

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publicado na web em 04/12/2017 This paper describes a route for recovering manganese and zinc from spent zinc-MnO 2 dry cells via acid leaching. Sulfuric, hydrofluoric and formic acids were used as leachants. Hydrogen peroxide was added as reductant, except for formic acid since it is itself a reductant. Experiments were run at 25-40 o C for 1-3 h. Under the best optimal conditions, over 95 wt.% of zinc and manganese were leached irrespective of the leachant. Leaching of contaminants was strongly dependent on the leachant due to the insolubility of salts or complexing reactions. Zn(II) was best extracted with D2EHPA diluted in n-heptane at pH > 1, particularly from the leachates of weak acids. Mn(II) was much more co-extracted from sulfuric leachates, but was easily scrubbed with dilute leachant (~2 mol L -1 ). Zn(II) striping was possible using 5 mol L -1 H 2 SO 4 . Manganese was isolated as MnO 2 carrying the leached contaminants. High-purity sodium salts of the anions of the leachants were recovered after slow evaporation of the final solution.

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“…After dissolution, individual metals or their compounds can be recovered from the solution by solvent extraction, precipitation, adsorption, etc., methods [12,13]. Hydrometallurgical processes in the literature proposed wide variety of reagents for leaching of spent hydro-processing catalysts [13][14][15][16][17][18][19][20]. Mineral acids and/or their combinations by far are most widely explored for maximum dissolution of metals from such spent catalysts [13,[17][18][19][20][21].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%