Химики из госкорпорации «Росатом» разработали технологию, с помощью которой можно извлечь карбонат лития, сульфат кобальта и никель из отработанных литийионных аккумуляторов. Они также создали опытную установку, на которой получили партию товарной продукции высокого качества. Технология экономически эффективна и готова к внедрению в промышленном масштабе. По словам авторов разработки, их решение позволит оптимизировать затраты на производство электронной техники с использованием литийионных батарей (например, электромобилей) и повысит его экологичность.
Получение ценных металлов из переработанных литий-ионных батарей / © Татьяна Швечихина, химико-технологический кластер научного дивизиона Росатома
Вторичными аккумуляторами называют источники тока, работоспособность которых после разрядки можно восстановить, зарядив их. Пример — литийионные батареи, число которых на рынке постоянно растет (их применяют, например, в производстве электромобилей). По оценкам экспертов, к 2030 году ежегодное количество электроэнергии, полученной с помощью литийионных батарей, в мире достигнет 3,5 тераватта в час, что превышает нынешний уровень более чем в три раза. Это касается и России, поскольку сегодня мы наблюдаем активное развитие электротранспорта и в нашей стране.
Однако утилизация литийионных аккумуляторов наносит вред окружающей среде, поэтому она должна быть экологичной. Но забота о природе не единственное, что движет научной мыслью в сфере грамотной переработки таких батарей, ведь их использование открывает уникальные возможности для бизнеса. Из отработанных аккумуляторов можно извлечь ценные металлы, запасы которых на планете весьма ограничены. Среди них: кобальт, литий и никель. Добыть их из старых батарей можно путем гидрометаллургической переработки.
Ученые из химико-технологического кластера научного дивизиона «Росатома», в который входят АО «Гиредмет имени Н. П. Сажина» и АО «ВНИИХТ имени Б. Н. Ласкорина», создали такую технологию. Работу провели в рамках единого отраслевого тематического плана госкорпорации «Росатом».
Исследователи получили карбонат лития, а затем в лаборатории подтвердили эффективность своей разработки: чистота химического материала составила 99,5 процента. Этот уровень качества подходит для создания новых батарей. Получить чистые кобальт и никель из отработанных литийионных аккумуляторов оказалось сложнее. Поэтому ученые собрали и ввели в эксплуатацию так называемое экстракционное оборудование — оно содержит 88 ступеней очистки. С его помощью исследователям удалось получить соли цветных металлов, обладающие высокой чистотой — то, что нужно для продуктов, полностью готовых к рыночной реализации.
Аппаратура технологической лаборатории, созданная российскими учеными, позволит проводить и новые научные исследования, посвященные излечению близких по свойствам элементов.
«Мы добились отличного результата при извлечении, разделении и очистке ценных цветных и редких металлов из отработанных литийионных аккумуляторов и не исключаем еще более впечатляющих результатов по разделению и глубокой очистке близких по свойствам элементов в будущих работах», — рассказала Ольга Юрасова, начальник лаборатории химико-технологического кластера «Росатома».
