مشخصات پژوهش

عنوان	بهینه سازی فرآیند سونوبیولیچینگ به منظور استخراج فلزات با ارزش از باتری های فرسوده لیتیومی
نوع پژوهش	پایان نامه
کلیدواژه‌ها	باتری لیتیوم-یون، عصاره لیمو، سونوبیولیچینگ، اسید زیستی ، امواج فراصوت
چکیده	باتری های فرسوده لیتیوم-یونی به علت وجود فلزات سمی مانند لیتیوم، نیکل و کبالت از لحاظ زیست محیطی خطرناک هستند. جهت انحلال این فلزات، از عصاره ی لیمو که خود محصولی بیولوژیک است و متشکل از اسیدهای آلی مختلفی همچون اسید سیتریک، آسکوربیک اسید و مالیک اسید می باشد به عنوان یک عامل نوین بیولیچینگ مورد استفاده قرار گرفت. برای بازیابی بیشتر فلزات و بالا بردن سینتیک واکنش از امواج فراصوت به عنوان عامل کمکی استفاده شد. از روش سطح پاسخ برای بهینه سازی فاکتورهای نسبت جامد به مایع ، هیدروژن پراکسید و عصاره ی لیمو استفاده شد. نقطه ی بهینه تحت شرایط (w/v)% 98/0 نسبت جامد به مایع، (v/v)% 07/8 هیدروژن پراکسید و (v/v)% 84/57 عصاره ی لیمو تعیین شد که میزان بازیابی هر سه فلز لیتیوم، کبالت و نیکل در این شرایط %100 به دست آمد. برای بررسی سینتیک فرآیند از مدل هسته کوچک شونده استفاده شد و مرحله ی انجام واکنش شیمیایی بر روی سطح به عنوان مرحله ی کنترل کننده سرعت تعیین شد. سرعت درجه واکنش برای هر سه فلز مورد مطالعه از نوع درجه اول تعیین شد. همچنین مطالعات ترمودینامیکی این فرآیند مورد بررسی قرار گرفت و میزان آنتالپی برای لیتیوم و کبالت به ترتیب kJ.mol-1 6/52 و kJ.mol-1 8/61 به دست آمد که نشان می دهد فرآیند گرماگیر است. مقادیر انرژی آزاد گیبس در تمامی دماهای مورد مطالعه دارای مقادیری با علامت منفی بودند که نشان می دهد فرآیند خود به خودی است. برای جداسازی و خالص سازی فلزات انحلال یافته در محلول، از روش ترسیب استفاده شد که با این روش %96 از کبالت انحلال یافته به صورت کبالت کربنات (CoCO3)، %98 از منگنز به صورت منگنز کربنات (MnCO3) و %96 از نیکل به صورت نیکل کربنات (NiCO3) رسوب کردند و در نهایت محلولی با %80 خلوص از فلز لیتیوم نسبت به حالت قبل از عملیات ترسیب به دست آمد.
پژوهشگران	مهدی اسمعیلی (دانشجو)، سیدامید رستگار (استاد راهنما)، رضا بیگزاده (استاد راهنما)