Проведена оптимизация ранее разработанной ресурсосберегающей технологической схемы гидрометаллургического процесса разделения металлов из растворов выщелачивания литий-железо-фосфатных батарей. Используемый в работе подход основан на интеграции метода жидких псевдомембран (ЖПМ) и гидрофобных глубоких эвтектических растворителей в схему процесса, сочетающих экологическую безопасность (биоразлагаемость, низкую токсичность) с высокой эффективностью. Представлен поэтапный подход к оптимизации технологической схемы с целью снижения числа аппаратов, степени концентрирования, эффективности извлечения и чистоты получаемых продуктов. Показано, что применение метода ЖПМ позволяет сократить количество аппаратных единиц с 10 до 8 по сравнению с противоточной схемой. Обеспечено существенное концентрирование ионов железа(III) в 25 раз, меди(II) и алюминия(III) в 5 раз в фазе реэкстракта при достижении чистоты продуктов до 100% (Cu), 99.8% (Fe), 99.8% (Al) и 99.5% (Li). В результате работы была предложена оптимизированная схема замкнутого цикла. Предложенная методология демонстрирует, что комбинация метода ЖПМ и «зеленых» растворителей открывает путь к ресурсосберегающей и экологически сбалансированной гидрометаллургии.
Проведен теоретический анализ различных вариантов организации сопряженных процессов экстракция–реэкстракция в каскаде смесительно-отстойных экстракторов: схемы, в которых фаза экстрагента проходит через все ступени экстракции, потом через все ступени реэкстракции и схемы процессов, когда поток этой фазы циркулирует между ступенями экстракции и реэкстракции в отдельных группах экстракторов каскада (схемы поддерживаемых свободных жидких мембран). Установлено, что схемы поддерживаемых свободных жидких мембран обеспечивают более высокую степень экстракции и лучшее качество разделения.
Indexing
Scopus
Crossref
Higher Attestation Commission
At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation