RECUPERACIÓN DE LITIO Y COBALTO DE BATERÍAS DE ION LITIO AGOTADAS (LIBS) MEDIANTE CARBOCLORACION CON Cl2

YARIVITH GONZÁLEZ; ORIANA BARRIOS; PABLO OROSCO; LUCÍA BARBOSA; JORGE GONZÁLEZ

Mar del Plata

Congreso; 20º Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales SAM-CONAMET 2022; 2022

El uso abundante de baterías ion litio (LIBs) en una amplia variedad de dispositivos y vehículoseléctricos, a comenzado a generar un gran número de baterías agotadas, que contienen entreotros, metales valiosos tales como Li y Co presentes en la estructura del óxido LiCoO2[1]. Eneste trabajo se estudia una alternativa de tratamiento de LIBs agotadas de teléfonos celulares,mediante el proceso pirometalúrgico de carbocloración usando gas cloro como agente clorante ycarbón comercial como agente reductor. Se empleó como sólido reactivo, el material catódicoextraído de las LIBs, previamente sometido a un pre-tratamiento térmico de calcinación a 400°Cpor 40 min. El material catódico y el carbón se mezclaron en proporciones adecuadas,obteniéndose así la mezcla reaccionante. [2,3].El sistema de reacción de carbocloración estudiado se puede resumir como:LiCoO + C + Cl (g) --> Cloruros metálicos + Óxidos metálicos + CO2Los reactivos y productos de la reacción de carbocloración, se analizaron por difracción de rayosX (DRX). El difractograma de rayos X del material catódico mostró que el mismo está compuestoprincipalmente por la fase LiCoO y en menor medida por LiMn O . Los ensayos experimentales se realizaron en un sistema termogravimétrico apto para trabajar en atmósferas corrosivas [4]. Lamezcla reaccionante fue calcinada en atmósfera de Cl /N (40/20 mL/min) desde temperaturaambiente hasta 850 °C usando un programa de calentamiento de 5°C/min. En la curvatermogravimétrica (TG) resultante, se pudieron identificar zonas significativas de incremento demasa. Se construyó una curva DTG para determinar el comienzo y final de cada zona y latemperatura a la cual ocurre la máxima velocidad de incremento de masa. En base a este análisis,se realizaron posteriormente una serie de experimentos isotérmicos para identificar los productosformados en el rango de temperatura estudiado. Seguidamente, se obtuvieron los patrones deDRX de las muestras residuales a partir de los cuales se identificaron las fases del LiCl y deCoO . Los resultados de estos análisis permitieron corroborar que a temperaturas relativamente bajas se favorece la carbocloración total del litio presente en la estructura de LiCoO . Los análisis muestran que la carbocloración resulta una vía alternativa para la recuperación dellitio como LiCl y cobalto como CoO a partir del material catódico de las baterías agotadas. Estos productos pueden separarse fácilmente debido a que LiCl es muy soluble en agua.