Ultrasonidos utia'al u reciclaje baterías iones litio

• Le baterías iones ti' litio utilizadas ti' le coches eléctricos táan u yu'ulo'ob u k'íiwiko' masivo yéetel, beyo', yaan j k'iinil reciclaje.
• Le lixiviación ultrasónica u ti'al jump'éel láaka xoknáalo'obo' yéetel respetuosa yéetel ka'a jeets' recuperar metales bey Li, Mg, Co, mix, etcétera le baterías iones ti' litio gastadas.
• Le kaambalilo'ob ultrasónicos industriales u Hielscher utia'al u aplicaciones lixiviación le fiables yéetel robustos ka páajtal integrar u uchik ti' le páak'alo'obo' u reciclaje existentes.

Reciclaje baterías iones litio

Le baterías iones litio ku utilizan ampliamente ichil eléctricos (EV), computadoras portátiles yéetel teléfonos celulares. Lela' u k'áat u ya'al ti' le baterías iones ti' litio gastadas le jump'éel desafío ma'alo'ob ti' ku respecta le gestión residuos yéetel le reciclaje. Le baterías ku jump'éel Páaybe'en factor chilajen utia'al le kisbuuts'o'ob eléctricos, ka u eliminación xan jach ko'oj. Le aspectos medioambientales yéetel económicos impulsan jump'éel ciclo cerrado ti' reciclaje, ts'o'ok u residuos le baterías ya'alik materiales valiosos yéetel paklan xu'ulsiko'ob huella carbono fabricación baterías iones litio.
Le reciclaje baterías iones litio u táan convirtiendo ti' jump'éel sector industrial próspero utia'al u garantizar le disponibilidad futura u metales u lu'umil jela'antak ka yéetel uláak' componentes le baterías yéetel xu'ulsiko'ob le Baajux ambientales ti' le minería.

Reciclaje pirometalúrgico yéetel hidrometalúrgico kíinsa'ab tu táan reciclaje baterías ultrasónicas

Tu continuación comparamos le métodos convencionales u procesos pirometalúrgicos yéetel hidrometalúrgicos yéetel tu láaka lixiviación ultrasónica en cuanto a ventajas yéetel inconvenientes.

Inconvenientes le reciclaje convencional u baterías

Le métodos tu'ux utilizados utia'al u reciclaje baterías iones litio incluyen procesos pirometalúrgicos yéetel hidrometalúrgicos.
 
Métodos pirometalúrgicos implican procesos ka'anal temperatura bey le fundición wa le incineración. Le baterías ku someten ti' jump'éel ooxoj extremo, ba'ax ku beetik u le componentes orgánicos ku quemen yéetel le componentes metálicos restantes ku fundan yéetel p'atikuba'ob. Ba'ale' le métodos yaan Jayp'éel desventajas:

• Impacto ambiental: Le procesos pirometalúrgicos liberan emisiones nocivas yéetel contaminantes ti' le atmósfera, ku contribuye le contaminación iik' yéetel je'el u páajtal u causar riesgos yo'osal ts'aak.
• Asab materiales: Le procesos ka'anal temperatura páajtal resultar ti' le asab materiales yéetel metales valiosos debido a le degradación térmica, ku reduce le tasa recuperación tuláakal.
• Intensivo te' energía: Le métodos suelen requerir jump'éel Páaybe'en aporte energía, ku aumenta le costes operativos yéetel le huella medioambiental.

 
Métodos hidrometalúrgicos implican le lixiviación química utia'al u disolver le componentes le batería yéetel extraer metales valiosos. Kex asab respetuosa yéetel ka'a jeets' u le métodos pirometalúrgicos, le hidrometalurgia yaan u chíikbesik inconvenientes:

• Búukinta'al químico: U k'a'anan ácidos k'a'ankach jump'éel la yik'áalil químicos corrosivos utia'al u lixiviación, ku genera preocupaciones yóok'ol u ch'a'iko'ob yik'áalil químicos, gestión desechos yéetel u páajtal contaminación ambiental.
• Desafíos ti' le selectividad: Kaxta'al u yúuchul le lixiviación selectiva ti' le metales deseados u páajtal u talamil, ku bisik tasas u recuperación asab bajas yéetel le asab potencial u nu'ukulo'ob valiosos.

 

Ventajas le lixiviación ultrasónica ti' baterías kíinsa'ab tu táan le kaambalilo'ob convencionales

Ti' comparación yéetel le kaambalilo'ob ti' reciclaje pirometalúrgico yéetel hidrometalúrgico, tu láaka reciclaje ultrasónico u baterías supera ti' le ketlamo' debido a ya'abkach ventajas:

1. Eficiencia mejorada: Le sonicación ultrasónica u acelerar u descomposición le materiales le baterías, ku u tsolik ichil te' k'iino'oba' u procesamiento asab Kóomtak yéetel jump'éel asab eficiencia tuláakal.
2. Tasas u recuperación mejoradas: Le ka'anatako'ob controlada ti' le cavitación ultrasónica mejora descomposición componentes batería, aumentando tasas recuperación metales valiosos.
3. Ecológico: Le reciclaje ultrasónico reduce dependencia altas temperaturas yéetel le yik'áalil químicos agresivos, minimizando le impacto medioambiental yéetel u jáatspajal le emisiones u contaminantes.
4. Lixiviación selectiva: Le ka'anatako'ob controlada u ultrasonidos ku cha'antik le interrupción selectiva ti' componentes específicos ichil le batería, jaal le u bix ken eficiente. Dado ti' le jejeláas compuestos reciclables ti' le baterías ku eliminan yéetel disuelven yáanal intensidades ultrasónicas específicas, le parámetros ku procesamiento optimizados permiten jump'éel lixiviación selectiva u materiales individuales. Le ba'ala' facilita le separación eficiente ti' metales yéetel materiales valiosos.
5. Reducción le jant p'áatalij energía: Ti' comparación yéetel le métodos hidrometalúrgicos yéetel, especialmente, yéetel le pirometalúrgicos, le reciclaje ultrasónico suele u asab eficiente tak le ch'aaj u sáasil energético, ku reduce le costes operativos yéetel le huella carbono.
6. Escalabilidad ka flexibilidad: Le kaambalilo'ob ultrasónicos páajtal waaj a kóochkinsike'ex u wa xu'ulsiko'ob u uchik utia'al adaptar u ya'ab tamaños batería yéetel k'iinil producción. Ku ts'o'okole', le ultrasonidos utia'al u reciclaje baterías páajtal integrar u uchik ti' le kúuchilo'ob reciclaje baterías Sáam existentes. Uchik disponibles ti' ya'abkach éebo'ob potencia k'a'abetalo'ob adecuados, bey sondas ultrasónicas yéetel reactores celda flujo, le ultrasonidos páajtal manejar componentes baterías ya'ab tamaños yéetel k'iinil producción, proporcionando escalabilidad yéetel adaptabilidad ti' le procesos reciclaje.
7. Integración sinérgica: Le lixiviación ultrasónica u integrar u ti' le líneas reciclaje baterías hidrometalúrgicas existentes yo'osal intensificar yéetel ma'alo'obkíinsiko'ob u lixiviación hidrometalúrgica metales yéetel materiales valiosos ti' le baterías iones ti' litio gastadas.

Tu general le reciclaje ultrasónico u baterías u ye'esik prometedor bey juntúul método asab respetuoso yéetel ka'a jeets', eficiente yéetel selectivo ti' comparación yéetel le enfoques pirometalúrgicos yéetel hidrometalúrgicos tu'ux.

 

Lixiviación ultrasónica industrial utia'al u recuperación metales baterías gastadas

Le lixiviación ultrasónica yéetel le extracción metales páajtal aplicar u ti' le procesos reciclaje baterías óxido litio yéetel cobalto (je'ebix, u ordenadores portátiles, smartphones, etcétera), bey je'el bix u baterías complejas ti' litio-níquel-manganeso-cobalto (je'ebix, u kisbuuts'o'ob eléctricos).
Le ultrasonidos ka'anal potencia le ma'alob k'ajóolta'ano'ob tuméen u Buka'aj u ba'al utia'al procesar ts'a'abal químicos yéetel lodos con el fin de ma'alo'obkíinsiko'ob le transferencia juuch' ti' máaxo'ob reacciones químicas.
Le intensos táanil le ultrasonicación potencia u basan le Uláak ba'al le cavitación acústica. Ti' le acoplar ultrasonidos u ka'anal potencia ti' ts'a'abal leti' lodos, le ondas alternas u jo'osa'al yéetel ka'anal presión ti' le ts'a'abal generan mejen burbujas u vacío. Le pequeños vacíos nuuktalo'ob a lo largo de ya'ab ciclos jo'osa'al leti' ka'anal presión tak ka implosionan violentamente. Le burbujas ku vacío colapsantes páajtal considerar u bey microrreactores ti' le temperaturas tak 5000K, presiones tak 1000atm yéetel velocidades calentamiento yéetel u enfriamiento superiores u 10^-10 ocurrir. Ku ts'o'okole', ku generan k'a'ankach muuk' u cizallamiento hidrodinámicas yéetel chooj ta'an líquido yéetel juntúul velocidad tak 280 m leti' s. Táan a condiciones extremas u cavitación acústica crean condiciones meyajtbilo' yéetel químicas extraordinarias te' ts'a'abal u ti' uláak' modo serían fríos yéetel crean jump'éel entorno beneficioso ti' le reacciones químicas (le llamadas Sonoquímica).

Le cavitación generada tumen ultrasonidos u inducir le termólisis solutos, bey le formación radicales yéetel reactivos ma'alob reactivos, bey radicales libres, iones hidróxido (- Jay), hidronio (H₃Wa +), etcétera, u proporcionan condiciones reactivas u extraordinarias ti' le líquido utia'al u velocidad reacción aumente significativamente. Le sólidos bey le partículas, ku acelerados tumen le chooj ta'an líquido yéetel ku kíimilo'ob tumen colisión yéetel abrasión interparticulares, ku aumenta yo'osal u superficie activa yéetel, tune', le transferencia juuch'.
Le nuxi' ventaja le lixiviación ultrasónica yéetel le recuperación metales jach le kaambalil yo'osal preciso u parámetros le tuukula' bey le amplitud, le presión yéetel le temperatura. Le parámetros permiten u ajustar le condiciones reacción exactamente chúumuk tuukula' yéetel le potencia deseada. Ku ts'o'okole', le lixiviación ultrasónica elimina incluso le partículas metálicas asab mejen ti' le sustrato, yaan u yúuchtal preserva le microestructuras. Mejora le recuperación metales k'a'ana'an u sukbenilo'ob ultrasónica u meyajo'ob ma'alob reactivas, u aumento le velocidades reacción yéetel u mejora le transporte juuch'. Le procesos sonicación páajtal optimizar ku influyendo tu Amal parámetro yéetel, tune', ma' chéen le jach eficaces, sino xan jach eficientes tak le ch'aaj u sáasil energético.
U kaambalil yo'osal exacto u parámetros yéetel u eficiencia energética ku beetiko'ob u le lixiviación ultrasónica je'el tu láaka favorable yéetel excelente – especialmente ka u compara yéetel le complicadas kaambalilo'ob ti' lixiviación ácida yéetel quelación.

Recuperación ultrasónica u LiCoO₂ u baterías iones u litio gastadas

Le ultrasonicación ku yáantik le lixiviación reductora yéetel le precipitación química, u utilizan utia'al u recuperar Li bey Li₂CO₃ ka Co bey Co (Jay).₂ u residuos baterías iones litio.
Zhang et ti' le. (2014) informan yóok'ol le recuperación exitosa u LiCoO₂ utilizando jump'éel reactor ultrasónico. utia'al u mentik le solución inicial ti' 600 ml, colocaron 10 g LiCoO inválido₂ Juuch'bil ti' jump'éel vaso u precipitados yéetel u añadieron 2,0 mol leti' L u solución LiOH, ba'ax ku mezclaron.
Le mezcla ku méek'aj ti' le irradiación ultrasónica yéetel ki'imakchaj tu marcha le dispositivo agitación, le dispositivo agitación colocó ti' yaan tu ts'u' le un'ukul reacción. U chokotaj 120 ◦ C, ka ts'o'okole' le Dispositivo ultrasónico Configuró tu 800 W yéetel le modo asab ultrasónico configuró ti' ciclos meyaj pulsados u 5 segundos ENCENDIDO leti' 2 segundos APAGADO. Le irradiación ultrasónica ku aplicó ichil 6 horas ka ts'o'okole' le mezcla reacción u síistal u temperatura ambiente. Le residuo sólido u p'o'ik ya'abkach Óoxten yéetel ja' desionizada ka tijik in 80◦C tak chukpachtik jump'éel peso constante. Le muestra obtenida u tu Jáay utia'al u posterior ensayo yéetel producción baterías. Le Buka'aj u ba'al u kuuch ti' le yáax ciclo le 134,2 mAh leti' g yéetel le Buka'aj u ba'al u descarga le 133,5 mAh leti' g. Le eficiencia u kuuch yéetel descarga tumen yáax ka'atéen bin u le 99,5 ti chúumuk. Ka' 40 ciclos, le Buka'aj u ba'al u descarga Chúuns siendo u 132,9 mAh leti' g. (Zhang et ti' le. 2014).
 

 
Le lixiviación ultrasónica yéetel ácidos orgánicos bey le ácido cítrico ma' chéen leti' xoknáalo'obo', sino xan respetuosa yéetel ka'a jeets'. Le investigación tu kaxtaj le lixiviación Co yéetel Li ba'axi' asab eficiente yéetel ácido cítrico u yéetel le ácidos inorgánicos H2SO4 yéetel HCl. Asab ti' le 96 ti chúumuk Co yéetel óol le 100 ti chúumuk Li ku recuperaron ti' le baterías iones ti' litio gastadas. U jaajile' ti' le ácidos orgánicos, bey le ácido cítrico yéetel le ácido acético, k'áati' baratos yéetel biodegradables, contribuye uláak' ventajas económicas yéetel medioambientales ti' le sonicación.

Ultrasonidos industriales u ka'anal potencia utia'al u lixiviación metales baterías gastadas

Hielscher Ultrasonics jach u proveedor yéetel ya'ab yaan ti' kaambalilo'ob ultrasónicos ma'alob eficientes yéetel fiables, u suministran le potencia k'a'abeto'ob utia'al lixiviar metales ichil materiales desecho. Utia'al u reprocesar le baterías iones litio yo'osal u extracción u metales bey le cobalto, le litio, le níquel yéetel le manganeso, le láakal sistemas ultrasónicos potentes yéetel robustos. Le kúuchilo'ob industriales ti' Hielscher Ultrasonics, bey le UIP4000hdT (4kW), le UIP6000hdT (6kW), le UIP10000 (10kW) yéetel le UIP16000 (16kW) ku le kaambalilo'ob ti' ultrasonidos u ka'anal rendimiento asab potentes yéetel robustos k'íiwiko'. Tuláakal k kúuchilo'ob industriales páajtal meyaj bix continua yéetel amplitudes jach altas u tak 200 μm ti' funcionamiento 24 leti' 7. Utia'al amplitudes láayli' mayores, yaan disponibles sonotrodos ultrasónicos u personalizados. Robustez le nu'ukulilo'ob ultrasónicos ti' Hielscher ku cha'antik jump'éel funcionamiento 24 leti' 7 ti' entornos aalo'ob ka exigentes. Hielscher xan suministra sonotrodos yéetel reactores especiales utia'al u altas temperaturas, presiones yéetel corrosivos ts'a'abal. Le je'ela' ku beetik k ultrasonidos industriales k'áati' le asab adecuados ti' le kaambalilo'ob metalurgia extractiva, je'ebix, le tratamientos hidrometalúrgicos.

Le uláak' tabla ku ts'aik ti' jump'éel indicación le Buka'aj u ba'al u procesamiento aproximada u k ultrasonidos:

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Bibliografía leti' Referencias

• Golmohammadzadeh R., Rashchi F., Vahidi E. (2017): Recovery of lithium and cobalt from spent lithium-ion batteries using organic acids: Process optimization and kinetic aspects. Waste Management 64, 2017. 244–254.
• Shin S.-M.; Lee D.-W.; Wang J.-P. (2018): Fabrication of Nickel Nanosized Powder from LiNiO₂ from Spent Lithium-Ion Battery. Metals 8, 2018.
• Zhang Z., He W., Li G., Xia J., Hu H., Huang J. (2014): Ultrasound-assisted Hydrothermal Renovation of LiCoO₂ from the Cathode of Spent Lithium-ion Batteries. Int. J. Electrochem. Sci., 9 (2014). 3691-3700.
• Zhang Z., He W., Li G., Xia J., Hu H., Huang J., Shengbo Z. (2014): Recovery of Lithium Cobalt Oxide Material from the Cathode of Spent Lithium-Ion Batteries. ECS Electrochemistry Letters, 3 (6), 2014. A58-A61.