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Efficient extraction of valuable metals from spent LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 cathode based on an acid-free leaching process

化学 浸出(土壤学) 溶解 无机化学 柠檬酸 阴极 过氧化氢 选择性浸出 核化学 冶金 硫酸 材料科学 环境科学 有机化学 物理化学 土壤科学 土壤水分
作者
Xi Jin,Xiaogang Zhang,Pengyang Zhang,Sohrab Rohani,Haoyan Li,Minyu He,Liumei Teng,Qingcai Liu,Weizao Liu
出处
期刊:Hydrometallurgy [Elsevier BV]
卷期号:224: 106243-106243 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.hydromet.2023.106243
摘要

The traditional liquid acid leaching method for recycling spent lithium-ion batteries (LIBs) has serious environmental pollution and unsafe transportation. In this study, solid sodium bisulfate was applied as a leaching agent to recover lithium, cobalt, nickel and manganese from the cathode active material of spent LIBs in the presence of a reductant, hydrogen peroxide. It was found that the leaching efficiencies were approximately 93.0, 91.5, 95.5 and 96.6%, respectively, for Ni, Co, Mn and Li under the conditions of 1 mol/L NaHSO4 and 3 vol% H2O2 as reductant within 30 min at 70 °C and a pulp density of 20 g/L. Kinetic data for the dissolution of valuable metals in the temperature range 40–70 °C showed the kinetic model governed by the Avrami equation. The apparent activation energies for leaching of Ni, Co, Mn and Li were determined as 43.8, 44.2, 42.2 and 27.5 kJ/mol, respectively, indicating that the leaching process was controlled by a surface chemical reaction. This process can be a convenient alternative method for recovering valuable metals from spent LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2.

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