CZ2005587A3 - Separation process of lithium carbonate from used batteries of Li-MNOi2 type - Google Patents
Separation process of lithium carbonate from used batteries of Li-MNOi2 type Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2005587A3 CZ2005587A3 CZ20050587A CZ2005587A CZ2005587A3 CZ 2005587 A3 CZ2005587 A3 CZ 2005587A3 CZ 20050587 A CZ20050587 A CZ 20050587A CZ 2005587 A CZ2005587 A CZ 2005587A CZ 2005587 A3 CZ2005587 A3 CZ 2005587A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- lithium carbonate
- batteries
- liquid
- lithium
- air
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Zpusob separace uhlicitanu lithného spocívá ve vakuovém prazení pouzitých baterií typu Li-MnO.sub.2.n. pri 550-650.degree.C, ochlazení reakcních produktu na vzduchu, mechanickém oddelení prachové cásti, tzv. prazence od plástu baterií, louzení prazence v destilované H.sub.2.n.O pri laboratorní teplote, pomeru kapalné a pevné fáze 20-30:1 po dobu 0,5 - 2 h, odfiltrování louzence a vykrystalizováníuhlicitanu lithného z výluhu po odparení odpovídajícího objemu kapaliny. Po oddelení kapalné a pevné fáze se získá uhlicitan lithný, který se bez promytí susí na vzduchu pri 105.degree.C. Vyrobený uhlicitan lithný je vhodný pro prípravu chemikálií sobsahem lithia napr. pro elektrolytickou výrobu lithia nebo pro prípravu surovin urcených pro sklárský a keramický prumysl nebo výrobu smaltu nebo pro prípravu aditiv do elektrolytu na výrobu hliníku.The method of separation of lithium carbonate is based on the vacuum transfer of the used Li-MnO.sub.2.n batteries. at 550-650.degree.C, cooling of the reaction products in air, mechanical separation of the dust part, so-called strand from the honeycomb battens, rubbing of the garnet in distilled H.sub.2.nO at room temperature, liquid and solid phase ratio of 20-30 : 1 for 0.5-2 h, filtering off the leachate and crystallizing the lithium carbonate from the extract after evaporation of the corresponding volume of liquid. After separation of the liquid and solid phases, lithium carbonate is obtained, which is desiccated in air at 105.degree.C without washing. The produced lithium carbonate is suitable for the preparation of lithium-containing chemicals, for example for the electrolytic production of lithium or for the preparation of raw materials for glass and ceramic industry or for the production of enamels or for the preparation of additives for the electrolyte for the production of aluminum.
Description
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká nové technologie na výrobu uhličitanu lithného z použitých baterií typu LiMnO2.The present invention relates to a new technology for producing lithium carbonate from used LiMnO2 batteries.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Baterie typu Li-MnO2 patří mezi primární články. Mají omezený počet složek, které se při zapojení článku nevratně transformují na produkty. Jejich celková elektrochemická reakce je: 2Li + 2Μηθ2 -> Μη2θ3 + L12O. Zavedením elektrické energie zvenčí se produkty nedají znovu převést na původní sloučeniny a primární baterie se po jejich vybití stávají odpadem. Použití lithiových baterií typu Li-MnO2 v posledních letech v ČR prudce vzrůstá.Li-MnO2 batteries are primary cells. They have a limited number of components that irreversibly transform into products when the cell is connected. Their total electrochemical reaction is: 2Li + 2Μηθ2 -> Μη2θ3 + L12O. By introducing electricity from the outside, the products cannot be converted to the original compounds and the primary batteries become waste when they are discharged. The use of Li-MnO2 lithium batteries in the Czech Republic has been increasing rapidly in recent years.
Přestože lithiové baterie typu Li-MnO2 jsou hodnotnou surovinou pro získávání sloučenin lithia, v ČR dosud neexistuje žádná technologie na jejich recyklaci a využití pro zpětné získávání lithia nebo jeho sloučenin. V neupravené nebo deaktivované formě se tyto baterie hromadí na skládkách jako nebezpečné odpady. Ve světě neexistuje jednoduchá vhodná technologie pro jejich oddělenou recyklaci. V některých státech se baterie typu Li-MnCh netřídí a spolu s dalšími lithiovými primárními bateriemi jsou recyklovány za použití energeticky náročných pochodů.Although Li-MnO2 lithium batteries are a valuable raw material for the recovery of lithium compounds, there is no technology in the Czech Republic for their recycling and recovery for the recovery of lithium or its compounds. In untreated or deactivated form, these batteries accumulate in landfills as hazardous waste. There is no simple suitable technology for their separate recycling in the world. In some countries, Li-MnCh batteries are not sorted and, along with other lithium primary batteries, are recycled using energy-intensive processes.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Podstatou vynálezu je způsob separace uhličitanu lithného z použitých primárních lithiových baterií typu Li-MnO2, která spočívá v pražení baterií při teplotách 550 - 650°C ve vakuové peci, ochlazení reakčních produktů na vzduchu, mechanickém oddělení prachové části, tzv. pražence od plášťů baterií, loužení pražence v destilované H2O při laboratorní teplotě, odfiltrování loužence a vykrystalizování uhličitanu lithného z výluhu po odpaření odpovídajícího objemu kapaliny. Za těchto podmínek se více jak 95% L12O anebo (LiMnCh) a Μη2θ3 anebo MnCh reakcí s přítomným grafitem, který je součástí baterií, převede na L12CO3 a MnO. Vzniklý praženec obsahuje v průměru 4,8-5,5% Li, 48-52% Mn, přibližně 6% C, do 0,6% Fe a 0,2-0,3 % Si, Ni, K, Na. Praženec jako hlavní složku obsahuje MnO nebo (FeO)o,o99(MnO)0,9oi, dále L12CO3 a nevýznamné množství K.2(NH4)H(SO4). Za použití nižších pražících teplot, např. 450°C nedojde k úplnému převedení L12O na L12CO3, část lithia zůstává v praženci jako ve vodě těžko rozpustný LiMnO2. Za použití vyšších pražících teplot, např. 750°C se rozpustnost L12CO3 ve vodě snižuje. Neupravený nebo jemně mletý praženec se louží v destilované H2O při laboratorní teplotě a poměru kapalné a pevné fáze (k:p) 2030:1. Za těchto podmínek se do roztoku převede 76-84% Li, zatímco prakticky veškerý Mn a další kovy zůstanou v louženci, který obsahuje v průměru 0,6% Li. V dalším kroku na základě rozdílné rozpustnosti L12CO3 a přítomných síranů nebo chloridů zejména alkalických kovů se řízeným odpařováním získá L12CO3 technické čistoty.The main object of the invention is a method of separating lithium carbonate from used primary lithium batteries of the Li-MnO2 type, which consists in roasting the batteries at 550 - 650 ° C in a vacuum furnace, cooling reaction products in air, mechanically separating the dust part. leaching the roast in distilled H 2 O at room temperature, filtering out the leach and crystallizing lithium carbonate from the leachate after evaporating the corresponding volume of liquid. Under these conditions, more than 95% of L12O or (LiMnCh) and Μη2θ3 or MnCh reactions with the present graphite component of the batteries are converted to L12CO3 and MnO. The resulting bail contains on average 4.8-5.5% Li, 48-52% Mn, about 6% C, up to 0.6% Fe and 0.2-0.3% Si, Ni, K, Na. Praženec a major component of MnO or (FeO) o, O99 (MnO) 0 9oi further L12CO3 K.2 and insignificant amount of (NH 4) H (SO 4). Using lower roasting temperatures such as 450 ° C does not completely convert L12O to L12CO3, some of the lithium remains poorly soluble in water as LiMnO2. Using higher roasting temperatures, e.g. 750 ° C, the water solubility of L12CO3 decreases. Untreated or finely ground fret is leached in distilled H2O at room temperature and a liquid to solid phase ratio (k: p) of 2030: 1. Under these conditions, 76-84% Li is transferred to the solution, while virtually all of the Mn and other metals remain in the leach containing an average of 0.6% Li. In the next step, due to the different solubility of L12CO3 and the sulphates or chlorides present, especially alkali metals, with controlled evaporation, L12CO3 will obtain technical purity.
Dále popsané příklady provedení ilustrují, avšak nijak neomezují rozsah vynálezu.The following examples illustrate but do not limit the scope of the invention.
Příklady provedeníExamples
Příklad 1Example 1
Loužením nemletého pražence vzniklého pražením použitých primárních baterií typu LiMnC>2 při 650°C v H2O při laboratorní teplotě; k:p = 25:1; reakční doba 2 h, se do výluhu převedlo 77% Li. Oddělením pevné a kapalné fáze filtrací se získal výluh, který obsahoval 1,48 g Li/1 a louženec, který obsahoval 1,45% Li, 69,29%Mn ve formě MnO. Odpařením 95% původního objemu výluhu se po odfiltrování získala sraženina, která se bez promytí sušila při 105°C na vzduchu.By leaching unground ground sleeper produced by roasting used LiMnC> 2 primary batteries at 650 ° C in H 2 O at room temperature; k: p = 25: 1; reaction time of 2 h, 77% Li was transferred to the leachate. Separation of the solid and liquid phases by filtration gave a leachate which contained 1.48 g Li / L and a leach containing 1.45% Li, 69.29% Mn as MnO. Evaporation of 95% of the original volume of the extract gave a precipitate after filtration, which was air-dried at 105 ° C without washing.
Vyrobený produkt - uhličitan lithný, obsahoval min. 99,5%Li2CO3; maximální obsah zjištěných nečistot: 0,02%Al; 0,09%Si; 0,09%Sx; 0,16%Cl; 0,06 %K; 0,01%CaProduced product - lithium carbonate, contained min. 99.5% Li 2 CO 3; maximum content of detected impurities: 0.02% Al; 0.09% Si; 0.09% Sx; 0.16% Cl; 0.06% K; 0.01% Ca
Příklad 2Example 2
Loužením nemletého pražence vzniklého pražením použitých primárních baterií typu LiMn02 při 650°C v H2O při laboratorní teplotě; k:p = 25:1; reakční doba 2 h, se do výluhu převedlo 77% Li. Oddělením pevné a kapalné fáze filtrací se získal výluh, který obsahoval 1,48 g Li/1 a louženec, který obsahoval 1,45% Li, 69,29%Mn ve formě MnO. Odpařením 90% původního objemu výluhu se po odfiltrování získala sraženina, která se bez promytí sušila při 105°C na vzduchu.By leaching unground roast produced by roasting used LiMnO 2 primary batteries at 650 ° C in H 2 O at room temperature; k: p = 25: 1; reaction time of 2 h, 77% Li was transferred to the leachate. Separation of the solid and liquid phases by filtration gave a leachate which contained 1.48 g Li / L and a leach containing 1.45% Li, 69.29% Mn as MnO. Evaporation of 90% of the original volume of the extract gave a precipitate after filtration, which was air-dried at 105 ° C without washing.
Vyrobený produkt - uhličitan lithný, obsahoval min. 99,7% L12CO3; maximální obsah zjištěných nečistot: 0,02%Al; 0,07%Si; 0,05%Sx; 0,06%Cl; 0,03%K; 0,02%CaProduced product - lithium carbonate, contained min. 99.7% L12CO3; maximum content of detected impurities: 0.02% Al; 0.07% Si; 0.05% Sx; 0.06% Cl; 0.03% K; 0.02% Ca
Příklad 3Example 3
Loužením mletého pražence vzniklého pražením použitých primárních baterií typu Li-MnO2 při 650°C v H2O při laboratorní teplotě; k:p — 20:1; reakční doba 1 h, se do výluhu převedlo 77% Li. Oddělením pevné a kapalné fáze filtrací se získal výluh, který obsahoval 1,84 g Li/1 a louženec, který obsahoval 1,26% Li, 58,05%Mn ve formě MnO. Odpařením 95% původního objemu výluhu se po odfiltrování získala sraženina, která se bez promytí sušila při 105°C na vzduchu.Leaching the ground fret formed by roasting used Li-MnO2-type primary batteries at 650 ° C in H2O at room temperature; k: p-20: 1; reaction time of 1 h, 77% Li was transferred to the leachate. Separation of the solid and liquid phases by filtration yielded an extract containing 1.84 g of Li / L and a leach containing 1.26% Li, 58.05% Mn as MnO. Evaporation of 95% of the original volume of the extract gave a precipitate after filtration, which was air-dried at 105 ° C without washing.
Vyrobený produkt - uhličitan lithný, obsahoval min. 99,5%Li2CO3; maximální obsah zjištěných nečistot: 0,02%Al; 0,09%Si; 0,09%Sx; 0,16%Cl; 0,06 %K; 0,01%CaProduct produced - lithium carbonate, contained min. 99.5% Li 2 CO 3; maximum content of detected impurities: 0.02% Al; 0.09% Si; 0.09% Sx; 0.16% Cl; 0.06% K; 0.01% Ca
Příklad 4Example 4
Loužením mletého pražence vzniklého pražením použitých primárních baterií typu Li-MnO2 při 650°C v H2O při laboratorní teplotě; k:p = 25:1; reakční doba 0,5 h, se do výluhu převedlo 84% Li. Oddělením pevné a kapalné fáze filtrací se získal výluh, který obsahoval 1,54 g Li/1 a louženec, který obsahoval 0,7%Li, 65,3 l%Mn ve formě MnO. Odpařením 95% původního objemu výluhu se po odfiltrování získala sraženina, která se bez promytí sušila při 105°C na vzduchu.Leaching the ground fret formed by roasting used Li-MnO2-type primary batteries at 650 ° C in H2O at room temperature; k: p = 25: 1; reaction time 0.5 h, 84% Li was transferred to the leachate. Separation of the solid and liquid phases by filtration yielded an extract containing 1.54 g of Li / L and a leach containing 0.7% Li, 65.3 l% Mn as MnO. Evaporation of 95% of the original volume of the extract gave a precipitate after filtration, which was air-dried at 105 ° C without washing.
Vyrobený produkt - uhličitan lithný, obsahoval min. 99,5%Li2CO3; maximální obsah zjištěných nečistot: 0,02%Al; 0,09%Si; 0,09%Sx; 0,16%Cl; 0,06 %K; 0,01%CaProduced product - lithium carbonate, contained min. 99.5% Li 2 CO 3; maximum content of detected impurities: 0.02% Al; 0.09% Si; 0.09% Sx; 0.16% Cl; 0.06% K; 0.01% Ca
Příklad 5Example 5
Loužením mletého pražence vzniklého pražením při 550°C použitých primárních baterií typu Li-Mn02 v H2O při laboratorní teplotě; k:p = 30:1; reakční doba 0,5 h, se do výluhu převedlo 79% Li. Oddělením pevné a kapalné fáze filtrací se získal výluh, který obsahoval 1,44 g Li/1 a louženec, který obsahoval: 1,36% Li, 59,49%Mn ve formě MnO. Odpařením 95% původního objemu výluhu se po odfiltrování získala sraženina, která se bez promytí sušila při 105°C na vzduchu.By leaching ground roast resulting from roasting at 550 ° C of used Li-MnO 2 primary batteries in H 2 O at room temperature; k: p = 30: 1; reaction time 0.5 h, 79% Li was transferred to the leachate. Separation of the solid and liquid phases by filtration gave a leachate which contained 1.44 g Li / L and a leach containing: 1.36% Li, 59.49% Mn as MnO. Evaporation of 95% of the original volume of the extract gave a precipitate after filtration, which was air-dried at 105 ° C without washing.
Vyrobený produkt - uhličitan lithný, obsahoval min. 99,5%Li2CO3; maximální obsah zjištěných nečistot: 0,02%Al; 0,09%Si; 0,09%Sx; 0,16%Cl; 0,06 %K; 0,01%CaProduced product - lithium carbonate, contained min. 99.5% Li 2 CO 3; maximum content of detected impurities: 0.02% Al; 0.09% Si; 0.09% Sx; 0.16% Cl; 0.06% K; 0.01% Ca
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Produktem recyklace lithia z použitých baterií typu Li-MnO2 je podle vynálezu uhličitan lithný, jehož čistota je vhodná pro přípravu chemikálií s obsahem lithia např. pro elektrolytickou výrobu lithia nebo pro přípravu surovin určených pro sklářský a keramický průmysl nebo výrobu smaltů nebo pro přípravu aditiv do elektrolytů na výrobu hliníku.According to the invention, the product of lithium recycling from used Li-MnO2 batteries is lithium carbonate, the purity of which is suitable for the preparation of lithium-containing chemicals, eg for the electrolytic production of lithium or for the raw materials for the glass and ceramic industry of electrolytes for aluminum production.
Novost vynálezu spočívá v termické úpravě použitých baterií a loužení vzniklého pražence v destilované vodě, za přesně definovaných podmínek umožňujících získání čistého uhličitanu lithného bez nutnosti jeho následné rafinace.The novelty of the invention consists in the thermal treatment of spent batteries and leaching of the resulting bail in distilled water, under precisely defined conditions, to obtain pure lithium carbonate without the need for subsequent refining.
Výhodou vynálezu je, že výše popsaný postup je technologicky nenáročný a nevyžaduje použití chemikálii.An advantage of the invention is that the above-described process is technologically undemanding and does not require the use of chemicals.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20050587A CZ302457B6 (en) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | Separation process of lithium carbonate from used batteries of Li-MNOi2 type |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20050587A CZ302457B6 (en) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | Separation process of lithium carbonate from used batteries of Li-MNOi2 type |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2005587A3 true CZ2005587A3 (en) | 2007-04-18 |
CZ302457B6 CZ302457B6 (en) | 2011-06-01 |
Family
ID=37964175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20050587A CZ302457B6 (en) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | Separation process of lithium carbonate from used batteries of Li-MNOi2 type |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ302457B6 (en) |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5352270A (en) * | 1992-09-11 | 1994-10-04 | Valence Technology, Inc. | Method for recycling metal containing electrical components |
US5714129A (en) * | 1993-04-01 | 1998-02-03 | Hitachi, Ltd. | Lithium cell treating method |
JP4144820B2 (en) * | 1998-06-30 | 2008-09-03 | 株式会社東芝 | Method for regenerating positive electrode active material from lithium ion secondary battery |
WO2000019557A1 (en) * | 1998-09-28 | 2000-04-06 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method for crushing cell |
DE19924707A1 (en) * | 1999-05-28 | 2000-11-30 | Merck Patent Gmbh | Process for recycling cathode masses of used lithium batteries |
CA2319285A1 (en) * | 2000-09-13 | 2002-03-13 | Hydro-Quebec | A method for neutralizing and recycling spent lithium metal polymer rechargeable batteries |
FR2868603B1 (en) * | 2004-04-06 | 2006-07-14 | Recupyl Sa Sa | METHOD FOR RECYCLING BATTERY MIXTURES AND BATTERIES BASED ON LITHIUM ANODE |
JP4492222B2 (en) * | 2004-06-21 | 2010-06-30 | トヨタ自動車株式会社 | Lithium battery treatment method |
-
2005
- 2005-09-16 CZ CZ20050587A patent/CZ302457B6/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ302457B6 (en) | 2011-06-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11508999B2 (en) | Lithium-ion batteries recycling process | |
CN111206148B (en) | Method for recycling and preparing ternary cathode material by using waste ternary lithium battery | |
CN107653378A (en) | The recovery method of valuable metal in a kind of waste and old nickel cobalt manganese lithium ion battery | |
CN102244309B (en) | Method for recovering lithium from lithium power battery of electric automobile | |
US20150218720A1 (en) | Process for treating magnesium-bearing ores | |
CA3136878A1 (en) | Process for the preparation of battery precursors | |
CN109852807A (en) | A kind of oxidation treatment method of waste and old lithium ion battery | |
CN112342386A (en) | Resource treatment method for complex aluminum electrolyte | |
Jandova et al. | Recovery of lithium from waste materials | |
CN109911946A (en) | The method of saggar recovery processing is discarded in a kind of cobalt acid lithium battery material preparation process | |
US20220064757A1 (en) | Lithium recovery and purification | |
JP2012121780A (en) | Method for manufacturing lithium oxide | |
CN115304059B (en) | Recycling treatment method for retired battery carbon residue | |
ES2976316A2 (en) | Method for selectively recovering valuable metal in waste lithium battery | |
CN109911909B (en) | Recovery processing method of waste sagger in preparation process of lithium cobaltate positive electrode material | |
US20230357033A1 (en) | Method of preparing high-purity lithium carbonate through reduction calcining of waste cathode material | |
CN109913652B (en) | Comprehensive treatment method for waste refractory material in preparation process of ternary cathode material | |
CN114317977A (en) | Method for recovering metal from waste lithium cobalt oxide battery | |
CN108063295A (en) | The method that lithium is extracted in the clinker generated from pyrogenic process recycling lithium battery | |
CN116553510A (en) | Recycling and regenerating method of lithium iron phosphate waste powder | |
CN115161483A (en) | Method for fully recycling waste lithium ion batteries and realizing metal separation | |
CZ2005587A3 (en) | Separation process of lithium carbonate from used batteries of Li-MNOi2 type | |
CN109921120B (en) | Method for recycling waste refractory material in preparation process of ternary cathode material | |
CN105140504B (en) | A kind of method that electrode material of lithium battery is prepared using vanadium extraction waste | |
KR102520392B1 (en) | Lithium oxide recovery method from lithium manganese oxide(LMO) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20120916 |