Till innehåll på sidan

Recovery of Rare Earth Elements from spent Nickel-Metal Hydride Batteries from Hybrid Electric Vehicles

Tid: Fr 2021-11-26 kl 14.00

Plats: U 61, Brinellvägen 26, or via Zoom webinar: https://kth-se.zoom.us/webinar/register/WN_o6QihVlnTLKelv2IywrO8w, Stockholm

Språk: Engelska

Ämnesområde: Kemiteknik

Respondent: Kivanc Korkmaz , Kemiteknik

Opponent: Associate professor Gisele Azimi, University of Toronto

Handledare: Universitetslektor Kerstin Forsberg, Resursåtervinning; Professor Åke C. Rasmuson, Teknisk strömningslära

Exportera till kalender

Abstract

Sällsynta jordartsmetaller (REE) är en grupp grundämnen som är av avgörande betydelse i många tekniska tillämpningar, inklusive ”grön teknik” som vindkraftverk och nickelmetallhydrid-batterier (NiMH-batterier). När man tar hänsyn till tillgång och efterfrågan så blir det tydligt att det är viktigt att uppnå ett effektivt resursutnyttjande då det finns en brist på tillgång till REE på den europeiska marknaden. I denna avhandling har olika metoder utvecklats och utvärderats för att utvinna REE från förbrukade NiMH-batterier från elbilar.

Lakning av aktiva anod- och katodmaterial från ett NiMH-batteri med svavelsyra och saltsyra har studerats. Syraåtervinning med nanofiltrering har undersökts. Vidare har utfällning för att erhålla koncentrat innehållande REE från lakvätska studerats. REE separerades i form av natriumsulfatsaltslater efter lakning med svavelsyra genom tillsats av ett natriumsalt. Vidare studerades förträngningskristallisation av sulfatsalter av REE genom tillsats av alkoholer. Sulfatsalterna kan lätt lösas upp i vattenlösningar för vidare separation och återvinning av de enskilda REE. Som ett alternativ till lakning med syra följt av utfällning undersöktes även en process baserad på sulfatering, selektiv rostning och vattenlakning. Detta möjliggjorde återvinning av REE i form av en sulfatlösning som också lämpar sig väl för vidare separation och återvinning av de enskilda REE. En livscykelanalys genomfördes i samarbete med IVL. Här har vissa utvalda metoder skalats upp på papper och jämförts med avseende på miljömässig hållbarhet. 

De erhållna resultaten har påvisat effektiviteten hos olika återvinningsmetoder. Europa spås ha en ledande roll för återvinning i framtiden, vare sig det gäller tillgång och efterfrågan eller värdeskapande, och batteriåtervinning kommer att ha en central betydelse i detta hänseende.

Arbetet visar på vikten av hållbar och resurseffektiv teknik för att återvinna kritiska råvaror. Den hållbara utvecklingen av dessa processer har stor betydelse för att erhålla en kontinuerlig tillgång till de kritiska råvarorna samt i utvecklingen av ansvarsfulla metoder för återvinning och konsumtion linje med FN: s globala mål för ett hållbart samhälle.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-304074