Estudio preliminar de la carbocloración de litio y cobalto presentes en las baterías de ion litio agotadas

YARIVITH CAROLINA GONZALEZ PEÑA; ORIANA BARRIOS TORRES; LUCÍA BARBOSA; JORGE ALBERTO GONZÁLEZ

San Juan

Jornada; XV Jornadas Argentinas de Tratamiento de Minerales; 2021

UNSJ

En este trabajo se estudió una alternativa de tratamiento de baterías de ion-litio agotadas (LIBs) mediante el proceso pirometalúrgico de carbocloración usando gas cloro como agente clorante y carbón comercial como agente reductor. Se empleó como sólido reactivo el material catódico extraído de las LIBs, previamente sometido a un pre-tratamiento térmico de calcinación a 400°C por 40 min. El material catódico y el carbón se mezclaron en proporciones de 75/25 %p/p, respectivamente, obteniéndose la mezcla reaccionante.Los reactivos y productos se analizaron mediante termogravimetría (TG) y difracción de rayos X (DRX). El patrón de DRX del material catódico mostró que el mismo está compuesto principalmente por la fase LiCoO2 y en menor medida por LiMn2O4. En la curva termogravimétrica de la mezcla reaccionante obtenida con un programa de calentamiento de 5°C/min en atmósfera de Cl2/N2 (40/20 mL/min) desde temperatura ambiente hasta 850 °C se pudieron identificar dos zonas significativas de incremento de masa. La primera zona comprendida entre 300 y 460 °C con un incremento del 9% y la segunda entre 500 y 680 °C con un incremento del 30%. Para identificar los productos en cada zona se realizaron dos ensayos adicionales de TG, uno hasta 460 °C y el otro hasta 680 °C, y seguidamente se obtuvieron los patrones de DRX de las muestras residuales respectivas. Los resultados de estos análisis permitieron corroborar que el primer incremento de masa importante se debe a la formación de LiCl y el segundo a la formación de CoCl2.