Litiumioniakkukierrätysprosessin epäpuhtaussaostusvaiheen kehittäminen jatkuvatoimiseksi
Holthoer, Mikael (2024)
2024
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202404308420
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202404308420
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tavoitteena oli arvioida kierrätysprosessin epäpuhtaussaostusvaiheen toimivuutta jatkuvatoimisena prosessina. Työssä kehitettiin prosessilaitteisto laboratorioskaalassa ja tarkasteltiin eri prosessiparametrien vaikutusta lopputuloksiin. Opinnäytetyön toimeksiantaja on Fortum Battery Recycling Oy.
Työssä kehitettiin aluksi prosessilaitteisto, jolla oli mahdollista suorittaa prosessikokeet toistettavasti ja luotettavasti. Prosessikokeita suoritettiin eri parametreillä, joita kokeiden aikana tarkkailtiin ja säädettiin laitteiston avulla. Kokeiden eri vaiheista otettiin nestemäisiä ja kiinteitä näytteitä. Nämä analysoitiin ICP-OES:llä ja ioniselektiivisellä elektrodilla, jotta voitiin arvioida epäpuhtauksien saostumista ja arvometallien menetystä prosessiliuoksesta.
Työssä ei saavutettu epäpuhtauksien täydellistä poistamista, ja arvometallimenetykset olivat huomattavat. Tulosten pohjalta saatiin kuitenkin tarkempaa tietoa prosessin eri vaiheista. Tieto antoi pohjustusta ja suuntaa jatkotutkimuksille. The aim of this thesis was to test the viability of impurity removal in lithium-ion battery recycling as a continuous flow process. This involved the development of a small-scale continuous process system and research on the effect of different process parameters on the precipitation of impurities and valuable metals from the process solution. The client of this thesis was Fortum Battery Recycling Oy.
The work began with the development of a small-scale system with which the process could be tested both reproducibly and reliably. Tests were done with different process parameters which were monitored and adjusted using the created system. Liquid and solid samples were taken from different process steps. The precipitation of impurities and the loss of valuable metals were analysed from these samples using ICP-OES and an ion-selective electrode.
In this project complete removal of impurities could not be reached, and the loss of valuable elements was notable. From the results, however, more information about the different process steps was obtained. This information gave a stronger base and clearer directions for further research on the topic.
Työssä kehitettiin aluksi prosessilaitteisto, jolla oli mahdollista suorittaa prosessikokeet toistettavasti ja luotettavasti. Prosessikokeita suoritettiin eri parametreillä, joita kokeiden aikana tarkkailtiin ja säädettiin laitteiston avulla. Kokeiden eri vaiheista otettiin nestemäisiä ja kiinteitä näytteitä. Nämä analysoitiin ICP-OES:llä ja ioniselektiivisellä elektrodilla, jotta voitiin arvioida epäpuhtauksien saostumista ja arvometallien menetystä prosessiliuoksesta.
Työssä ei saavutettu epäpuhtauksien täydellistä poistamista, ja arvometallimenetykset olivat huomattavat. Tulosten pohjalta saatiin kuitenkin tarkempaa tietoa prosessin eri vaiheista. Tieto antoi pohjustusta ja suuntaa jatkotutkimuksille.
The work began with the development of a small-scale system with which the process could be tested both reproducibly and reliably. Tests were done with different process parameters which were monitored and adjusted using the created system. Liquid and solid samples were taken from different process steps. The precipitation of impurities and the loss of valuable metals were analysed from these samples using ICP-OES and an ion-selective electrode.
In this project complete removal of impurities could not be reached, and the loss of valuable elements was notable. From the results, however, more information about the different process steps was obtained. This information gave a stronger base and clearer directions for further research on the topic.