Μελέτη της δυνατότητας ανάκτησης συστατικών από  μπαταρίες λιθίου  αυτοκινήτων

Κονσόλας, Νικόλαος; Konsolas, Nikolaos

dc.contributor.author	Κονσόλας, Νικόλαος	el
dc.contributor.author	Konsolas, Nikolaos	en
dc.date.accessioned	2022-09-13T10:26:39Z
dc.date.available	2022-09-13T10:26:39Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/55653
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.23351
dc.rights	Default License
dc.subject	Recycling	en
dc.subject	Electric cars	en
dc.subject	Battery	en
dc.subject	Extraction	en
dc.subject	Οξαλικό οξύ	el
dc.subject	Ανακύκλωση	el
dc.subject	Λfp	en
dc.subject	Λίθιο	el
dc.subject	Ηλεκτρικά οχήματα	el
dc.subject	Μπαταρία	el
dc.title	Μελέτη της δυνατότητας ανάκτησης συστατικών από μπαταρίες λιθίου αυτοκινήτων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ	el
heal.classification	ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-03-09
heal.abstract	in this research, the possibility of recycling lithium batteries of lithium-iron-phosphorus type electric cars (lfp) was investigated where the active ingredient is lifepo4 by hydrometallurgical methods for the recovery of metal contents such as li, fe, al, cu. in particular, samples from beev vehicle lfp batteries were used in the study. after the disassembly of the battery, the mechanical preparation followed in order to reduce the size and receive the desired fraction of the batteries known as black mass, which mainly contains the useful components of the anode (graphite) and cathode (lifepo4) but also of aluminum and copper used as current collectors. the treatment of the batteries was by extraction with an aqueous solution of oxalic acid that solubilizes the lithium content leaving the largest percentage of the other metal contents in the solid residue of the extraction. before the extraction tests were performed, liquid chemical analysis and xrf analyses were performed on the original sample, as well as mineralogical analyses x-ray diffrasimetry (xrd) and optical scanning microscopy/microanalyst (sem/eds). extraction was carried out in a reactor in atmospheric conditions. a total of six(6) extraction tests were performed for a specific sample quantity (30gr), with a pulp density of 10%, oxalic acid concentration (c2h2o4) of 0.1-0.7 m at a temperature of 70 οc and for a reaction time of up to 120 min. in order to investigate the effect of temperature on the extraction of lithium, additional tests were made at temperatures of 50 and 90 οc maintaining the concentration of oxalic acid equal to 0.5 m. the recovery of li at the highest concentration of oxalic acid reached 100% at a time of 80 min to then subside to lower values (81.70%) at 120 min of extraction. li recovery for c2h2o4 concentration of 0.1, 0.2, 0.5 and 0.7 m at a temperature of 70 οc and for a residence time of 120 min is 20,7%, 30%,72,9% and 81.7% respectively. finally, for an acid concentration of 0.5 m and for a temperature of 50 οc the li recovery was 70.9%, while for a temperature of 90 οc at the same concentration it is 69.9%. in general, temperature does not affect lithium recovery based on the above rates, while as the concentration increases, the rate of li recovery also increases.	en
heal.abstract	σε αυτήν την εργασία διερευνήθηκε η δυνατότητα ανακύκλωσης μπαταριών λιθίου ηλεκτρικών αυτοκινήτων τύπου λιθίου-σιδήρου-φωσφόρου (lfp) όπου το ενεργό συστατικό είναι το lifepo4 με υδρομεταλλουργικές μεθόδους με σκοπό την ανάκτηση των περιεχομένων μετάλλων όπως τα li, fe, al, cu. συγκεκριμένα, στη μελέτη χρησιμοποιήθηκαν δείγματα από μπαταρίες lfp οχήματος beev. έπειτα από την αποσυναρμολόγηση της μπαταρίας, ακολούθησε η μηχανική προπαρασκευή με σκοπό τη μείωση του μεγέθους και την παραλαβή του επιθυμητού κλάσματος των μπαταριών γνωστού ως black mass που κυρίως εμπεριέχει τα χρήσιμα συστατικά της ανόδου (γραφίτης) και της καθόδου (lifepo4) αλλά και του αλουμινίου και του χαλκού που χρησιμοποιούνται ως συλλέκτες ρεύματος. η κατεργασία των μπαταριών έγινε με εκχύλιση με υδατικό διάλυμα οξαλικού οξέος που διαλυτοποιεί το περιεχόμενο λίθιο αφήνοντας το μεγαλύτερο ποσοστό των άλλων περιεχομένων μετάλλων στο στερεό υπόλειμμα της εκχύλισης. πριν την εκτέλεση των δοκιμών εκχύλισης πραγματοποιήθηκαν υγρή χημική ανάλυση αλλά και αναλύσεις με xrf στο αρχικό δείγμα, καθώς επίσης και ορυκτολογικές αναλύσεις περιθλασιμετρία ακτίων x (xrd) και οπτική μικροσκοπία σάρωσης/μικροαναλυτή (sem/eds). η εκχύλιση πραγματοποιήθηκε σε αντιδραστήρα σε ατμοσφαιρικές συνθήκες. έγιναν έξι(6) συνολικά δοκιμές εκχύλισης για συγκεκριμένη ποσότητα δείγματος (30gr), με πυκνότητα πολφού 10%, συγκέντρωση οξαλικού οξέος (c2h2o4) 0,1-0,7 m σε θερμοκρασία 70οc και για χρόνο αντίδρασης έως 120 min. προκειμένου να ερευνηθεί η επίδραση της θερμοκρασίας στην εξαγωγή του λιθίου έγιναν και επιπλέον δοκιμές σε θερμοκρασίες 50 και 90 οc διατηρώντας τη συγκέντρωση του οξαλικού οξέος ίση με 0,5 μ. η ανάκτηση του li στην μεγαλύτερη συγκέντρωση οξαλικού οξέος έφτασε το 100% σε χρόνο 80 min για να υποχωρήσει στη συνέχεια σε χαμηλότερες τιμές (81,70%) στα 120 min εκχύλισης. η ανάκτηση li για συγκέντρωση c2h2o4 0.1, 0.2, 0.5 και 0,7 m σε θερμοκρασία 70οc και για χρόνο παραμονής 120 min είναι 20,7%, 30%,72,9% και 81,7% αντίστοιχα. τέλος, για συγκέντρωση οξέος 0,5 μ και για θερμοκρασία 50 οc η ανάκτηση li ήταν 70,9% ,ενώ για θερμοκρασία 90 οc στην ίδια συγκέντρωση είναι 69,9%. σε γενικές γραμμές η θερμοκρασία δεν επηρεάζει την ανάκτηση λίθιου με βάση τα παραπάνω ποσοστά, ενώ όσο αυξάνεται η συγκέντρωση αυξάνεται και το ποσοστό της ανάκτησης του li.	el
heal.advisorName	ΞΕΝΙΔΗΣ, ΑΝΘΙΜΟΣ	el
heal.committeeMemberName	ΞΕΝΙΔΗΣ, ΑΝΘΙΜΟΣ	el
heal.committeeMemberName	ΠΑΝΙΑΣ, ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ	el
heal.committeeMemberName	ΟΥΣΤΑΔΑΚΗΣ, ΠΑΣΧΑΛΗΣ	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	72 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false