Durch den Einsatz bewährter pyrometallurgischer Verfahren können viele wertvolle Metalle aus Lithium-Ionen-Batterien (LIB) (z. B. Ni, Cu, Co) als Legierung oder Metallsulfid zurückgewonnen werden. Lithium löst sich jedoch in der Schlacke auf, aus der es derzeit nicht wirtschaftlich zurückgewonnen werden kann. Ein kürzlich diskutierter Ansatz ist das sogenannte „Engineering of Artificial Minerals” (Entwicklung künstlicher Mineralien), bei dem das Lithium in einer speziell entwickelten Phase gesammelt wird.[1] In unserer früheren Forschung wurde vorgeschlagen, β-Eukryptit als Lithium-Sammelphase zu verwenden.[2]
Um einen wirtschaftlich rentablen Prozess zu erreichen, müssen bestimmte Eigenschaften der Kollektorphase optimiert werden: 1) Hoher Lithiumgehalt; 2.) Geringe Mengen an prozessbehindernden Verunreinigungen; 3.) Eine für die Freisetzung und Sortierung geeignete Mikrostruktur. Die entnommene kristalline Schlacke wurde mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM), Elektronenmikrosondenanalyse (EMPA) und Laserablations-Induktiv gekoppelter Plasma-Massenspektrometrie (LA-ICP-MS) untersucht, um diese Parameter zu untersuchen.
Er untersuchte die Lithium-Sammlerphase β-Eukryptit, die in Schlacke aus einem industriellen LIB-Recycler identifiziert wurde, und stellte einen Lithiumgehalt von 5,54 ± 0,19 Massenprozent fest, der nahe am stöchiometrischen Gehalt von 5,51 Massenprozent liegt. Darüber hinaus weist sie nur geringe Mengen an kationischen Verunreinigungen auf, hauptsächlich FeO und CaO, die bei der gemeinsamen Verarbeitung von β-Eukryptit mit Spodumen in einem primären Lithiumkonverter leicht entfernt werden können. [3] Zusätzlich zur Korngrößenverteilung wird die Implementierung der Hüllkurvenparameter für die quantitative Beschreibung der Mikrostruktur getestet. Dies ermöglicht eine detailliertere Quantifizierung der Kornform als mit herkömmlichen Deskriptoren.
Links: Skelettförmiges Melilith und β-Eukryptit mit fein verflochtener Ca-Silikat-Phase Rechts: Schlackenprobe
