Entwicklung eines pyrometallurgischen Prozesses zur Wertmetallrückgewinnung aus Li-Ionen-Batterien

Die weltweiten Ambitionen zur Eindämmung der globalen Erwärmung und Dekarbonisierung energieintensiver Wirtschaftszweige führten in den letzten Jahren zu einer exponentiell steigenden Nachfrage an Lithium-Ionen Batterien (LIB), welche sich laut Prognosen zukünftig fortsetzen wird (Thielmann et al. 2015). So unterschiedlich die Anwendungsbereiche dieser Energiespeicher sind, so unterschiedlich sind auch die dafür notwendigen Voraussetzungen und entsprechend deren chemischer und physikalischer Aufbau.

Durch die einerseits stark angestiegenen Preise von Rohstoffen wie Kobalt, Nickel und vor allem Lithiumcarbonat und anderseits durch den Versuch eine Abhängigkeit dieser Rohstoffe von Drittstaaten zu vermeiden, ist ein effizientes Recycling dieser Metalle von hoher Bedeutung für die Europäische Union und ein abfallwirtschaftlich relevantes Thema. Durch die stark variierenden Zusammensetzungen des Abfallstromes benötigt es einen effizienten und flexiblen Recyclingprozess. Dazu wurde am Lehrstuhl für Thermoprozesstechnik ein innovativer Reaktor zur carbo-thermischen Reduktion der Wertmetall-Oxide bei gleichzeitiger Rückgewinnung von Lithium bzw. Phosphor über die Gasphase entwickelt. Die Entwicklungsschritte sowie wesentliche Erkenntnisse durchgeführter Versuchsreihen mit Kathodenmaterial aus der Produktion und Aktivmaterial aus der Aufbereitung werden in dieser Arbeit zusammengefasst und attestieren dem Reaktordesign ein großes Potential. Ergebnisse zeigen, dass Rückgewinnungsraten von über 90% der Anfangskonzentrationen der Metalle Ni, Co und Li erreichbar sind. Zusätzlich kann die Verschlackung von Li erfolgreich verhindert werden, indem es über die Gasphase entfernt wird.



Copyright: © Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben
Quelle: Recy & Depotech 2022 (November 2022)
Seiten: 6
Preis inkl. MwSt.: € 3,00
Autor: Dipl.-Ing. Alexandra Holzer
Lukas Wiszniewski
Stefan Windisch-Kern
Univ. Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Harald Raupenstrauch

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