- Код статьи
- 10.31857/S004035712306012X-1
- DOI
- 10.31857/S004035712306012X
- Тип публикации
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 57 / Номер выпуска 6
- Страницы
- 631-637
- Аннотация
- Гидрометаллургические методы остаются одними из самых перспективных для переработки литий-ионных батарей, а жидкость-жидкостная экстракция служит ключевым этапом разделения сложной смеси элементов, входящих в состав анода и катода. Развитие и усложнение состава элементов питания, в частности активное производство литий-титанатных анодов, требует дополнительных исследований по экстракции. В работе подробно изучена экстракция ионов Ti(IV) гидрофобным глубоким эвтектическим растворителем Aliquat 336/ментол, который ранее успешно применялся для разделения элементов из растворов выщелачивания катодов типа NMC (LiNiMnCoO2). Были получены данные по экстракции ионов титана(IV) в зависимости от кислотности среды, концентрации хлорид-ионов, а также концентрации экстрагента в глубоком эвтектическом растворителе. На основании этих данных был предложен механизм экстракции ионов титана(IV). В завершение была предложена система для эффективной регенерации экстрагента. Результат этой работы может быть использован для создания экстракционной схемы разделения растворов выщелачивания литий-ионных батарей с литий-титанатным анодом.
- Ключевые слова
- литий-титанатный анод литий-ионные аккумуляторы жидкостная экстракция гидрофобный глубокий эвтектический растворитель
- Дата публикации
- 16.09.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 7
Библиография
- 1. Mohr M., Peters J.F., Baumann M., Weil M. Toward a Cell-chemistry Specific Life Cycle Assessment of Lithium-ion Battery Recycling Processes // J. Ind. Ecol. 2020. V. 24. P. 1310–1322. https://doi.org/10.1111/jiec.13021
- 2. Zen X., Li J., Singh N. Recycling of Spent Lithium-Ion Battery: A Critical Review // Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 2014. V. 44. P. 1129–1165.https://doi.org/10.1080/10643389.2013.763578
- 3. Winslow K.M., Laux S.J., Townsend T.G. A Review on the Growing Concern and Potential Management Strategies of Waste Lithium-Ion Batteries // Resour. Conserv. Recycl. 2018. V. 129. P. 263–277. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2017.11.001
- 4. Vaalma C., Buchholz D., Weil M., Passerini S. A Cost and Resource Analysis of Sodium-Ion Batteries // Nat. Rev. Mater. 2018. V. 3. P. 18013. https://doi.org/10.1038/natrevmats.2018.13
- 5. Ferg E.E., Schuldt F., Schmidt J. The Challenges of a Li-Ion Starter Lighting and Ignition Battery: A Review from Cradle to Grave // J. Power. Sources. 2019. V. 423. P. 380–403. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2019.03.063
- 6. Kumar B., Srivastava R.R., Barik S.P. Hydrometallurgical Recycling of Lithium-Titanate Anode Batteries: Leaching Kinetics and Mechanisms, and Life Cycle Impact Assessment // Miner. Eng. 2023. V. 202. P. 108289. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2023.108289
- 7. Barik S.P., Prabaharan G., Kumar L. Leaching and Separation of Co and Mn from Electrode Materials of Spent Lithium-Ion Batteries Using Hydrochloric Acid: Laboratory and Pilot Scale Study // J. Clean. Prod. 2017. V. 147. P. 37–43.https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.01.095
- 8. Barik S.P., Prabaharan G., Kumar B. An Innovative Approach to Recover the Metal Values from Spent Lithium-Ion Batteries // Waste. Management. 2016. V. 51. P. 222–226.https://doi.org/10.1016/j.wasman.2015.11.004
- 9. Gao W., Song J., Cao H., Lin X., Zhang X., Zheng X., Zhang Y., Sun Z. Selective Recovery of Valuable Metals from Spent Lithium-Ion Batteries – Process Development and Kinetics Evaluation // J. Clean. Prod. 2018. V. 178. P. 833–845.https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.01.040
- 10. Cao J., Su E. Hydrophobic Deep Eutectic Solvents: The New Generation of Green Solvents for Diversified and Colorful Applications in Green Chemistry // J. Clean. Prod. 2021. V. 314. P. 127965.https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.127965
- 11. van Osch D.J.G.P., Zubeir L.F., van den Bruinhorst A., Rocha M.A.A., Kroon M.C. Hydrophobic Deep Eutectic Solvents as Water-Immiscible Extractants // Green Chemistry. 2015. V. 17. P. 4518–4521. https://doi.org/10.1039/C5GC01451D
- 12. Milevskii N.A., Zinov’eva I.V., Kozhevnikova A.V., Zakhodyaeva Y.A., Voshkin A.A. Sm/Co Magnetic Materials: A Recycling Strategy Using Modifiable Hydrophobic Deep Eutectic Solvents Based on Trioctylphosphine Oxide // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. P. 14032. https://doi.org/10.3390/ijms241814032
- 13. Xue K., Fan D., Wang X., Dong Z., Zhu Z., Cui P., Meng F., Wang Y., Qi J. Lithium Extraction from Aqueous Medium Using Hydrophobic Deep Eutectic Solvents // J. Environ. Chem. Eng. 2023. V. 11. P. 110490. https://doi.org/10.1016/j.jece.2023.110490
- 14. Zinov’eva I.V., Kozhevnikova A.V., Milevskii N.A., Zakhodyaeva Yu.A., Voshkin A.A. Extraction of Cu(II), Ni(II), and Al(III) with the Deep Eutectic Solvent D2EHPA/Menthol // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2022. V. 56. P. 221–229. https://doi.org/10.1134/S0040579522020178
- 15. Zhu Z., Zhang W., Cheng C.Y. A Literature Review of Titanium Solvent Extraction in Chloride Media // Hydrometallurgy. 2011. V. 105. P. 304–313. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2010.11.006
- 16. Filiz M., Sayar A.A. Extraction of Titanium(IV) from Aqueous Hydrochloric Acid Solutions Into Alamine 336-M-XYLene Mixtures // Chem. Eng. Commun. 2006. V. 193. P. 1127–1141. https://doi.org/10.1080/00986440500354457
- 17. Tang W., Chen X., Zhou T., Duan H., Chen Y., Wang J. Recovery of Ti and Li from Spent Lithium Titanate Cathodes by a Hydrometallurgical Process // Hydrometallurgy. 2014. V. 147–148. P. 210–216. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2014.05.013
- 18. Zhu K., Wei Q., Liu K., Li H., Ren X. Design and Combination of Magnetic Ionic Liquids and Hydrophobic Deep Eutectic Solvents for Safer Extraction of Titanium: Physicochemical Properties and Toxicity Studies // Green. Chemistry. 2022. V. 24. P. 7481–7491. https://doi.org/10.1039/D2GC01874H
- 19. Kozhevnikova A.V., Zinov’eva I.V., Zakhodyaeva Y.A., Baranovskaya V.B., Voshkin A.A. Application of Hydrophobic Deep Eutectic Solvents in Extraction of Metals from Real Solutions Obtained by Leaching Cathodes from End-of-Life Li-Ion Batteries // Processes. 2022. V. 10. P. 2671. https://doi.org/10.3390/pr10122671
- 20. Milevskii N.A., Zinov’eva I.V., Zakhodyaeva Yu.A., Voshkin A.A. Separation of Li(I), Co(II), Ni(II), Mn(II), and Fe(III) from Hydrochloric Acid Solution Using a Menthol-Based Hydrophobic Deep Eutectic Solvent // Hydrometallurgy. 2022. V. 207. P. 105777. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2021.105777
- 21. Коростелев П.П. Фотометрический и Комплексометрический Анализ в Металлургии; Москва, 1984.
- 22. Kislik V., Eyal A. Acidity Dependence of Ti(IV) Extraction: A critical Analysis // Solvent Extraction and Ion Exchange. 1993. V. 11. P. 259–283. https://doi.org/10.1080/07366299308918155
- 23. Sarangi K., Padhan E., Sarma P.V.R.B., Park K.H., Das R.P. Removal/Recovery of Hydrochloric Acid Using Alamine 336, Aliquat 336, TBP and Cyanex 923. Hydrometallurgy. 2006. V. 84. P. 125–129. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2006.03.063
- 24. Mishra R.K., Rout P.C., Sarangi K., Nathsarma K.C. Solvent Extraction of Fe(III) from the Chloride Leach Liquor of Low Grade Iron Ore Tailings Using Aliquat 336 // Hydrometallurgy. 2011. V. 108. P. 93–99. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2011.03.003
- 25. Good M.L., Bryan S.E. Extraction of Group VIII Metals by Long Chain Alkyl Amines—II // J. Inorganic and Nuclear Chemistry. 1961. V. 20. P. 140–146. https://doi.org/10.1016/0022-1902 (61)80471-5
- 26. Sarangi K., Padhan E., Sarma P.V.R.B., Park K.H., Das R.P. Removal/Recovery of Hydrochloric Acid Using Alamine 336, Aliquat 336, TBP and Cyanex 923 // Hydrometallurgy. 2006. V. 84. P. 125–129. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2006.03.063
