فرآیند استخراج لیتیوم از باطری موبایل

استخراج لیتیوم از باطری موبایل  در بازیافت باتری لیتیومی فرایندی پیچیده و خطرناک دارد که برای انجام آن باید از تجهیزات مناسب استفاده کنید. اگر باتری موبایل فرسوده و قدیمی دارید، پیشنهاد می‌شود به جای انتقال آن به محل دفن زباله آن را بازیافت کنید.

باتری‌های لیتیومی باتری‌های قابل شارژی هستند که معمولا از یک یا چند سل تشکیل شدند. هر سل حاوی آند، کاتد و یک لایه جدا کننده است و همه‌ی این اجزاء در الکترولیت قرار دارند. اجزاء تشکیل دهنده باتری لیتیومی در بسته بندی از جنس آلومینیوم یا فولاد قرار می‌گیرند. شما می‌توانید لیتیوم خالص را از باتری‌های لیتیومی استخراج کنید. در ادامه این مطلب از بازار ضایعات، به روش های بازیافت باتری‌های لیتیومی و خطرات آن می‌پردازیم.

انواع باتری‌های لیتیومی

باتری‌های لیتیومی انواع مختلفی دارند که رایج‌ترین آنها لیتیم کبالت اکسید، اکسید آلومینیوم نیکل کبالت لیتیوم و لیتیم آهن فسفات هستند. این باتری‌ها از نظر میزان انرژی که با هر بار شارژ شدن در خود ذخیره می‌کنند و همچنین سرعت آزاد کردن انرژی ذخیره شده در هر یک با دیگری متفاوت است.
به عنوان مثال، لیتیم کبالت اکسید در لوازم الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در حالیکه اکسید آلومینیوم نیکل کبالت لیتیوم در وسایل تقلیه کاربرد دارد.

در باتری های لیتیومی چه فلزاتی قابل بازیافت هستند؟

معمولا باتری‌های موبایل علاوه بر لیتیوم حاوی فلزات ارزشمندی دیگری هستند که می‌توان آنها را استخراج کرد و در چرخه تولید باتری‌های جدید بکار برد. برخی از فلزات قابل استخراج موجود در باطری موبایل عبارتند از:
کبالت (Co): معمولا در کاتد باتری‌های لیتیومی یافت می‌شود و به تثبیت عملکرد باطری کمک می‌کند.
نیکل (Ni): یکی دیگر از فلزات قابل بازیافت نیکل است که در پایداری باتری نقش دارد.
مس (Cu): مس یکی از پرکاربردترین فلزات در باطری موبایل است که برای انتقال جریان مورد استفاده قرار می‌گیرد.
آلومینیوم (Al): معمولا اجزاء داخلی باتری‌های لیتیومی در پوششی از آلومینیوم قرار می‌گیرند.
یکی دیگر از فلزاتی که ممکن است در تجهیزات الکترونیکی حاوی لیتیوم یافت شود طلا است. این فلز هدایت جریان الکتریکی بالایی دارد. همچنین، روش‌های مختلفی برای استخراج طلا از موبایل وجود دارد.

اگر شما مقدار زیادی ضایعات باتری لیتیومی دارید و می‌خواهید آن را بفروشید، بازار ضایعات شرایطی فراهم کرده است که خریداران و فروشندگان باتری‌های لیتیوم آگهی خرید و فروش ضایعات خود را در سایت درج می‌کنند. سپس، فردی که تمایل به خرید ضایعات دارد بدون واسطه مستقیما با فروشنده‌ای که آگهی را ثبت کرده است تماس می‌گیرد.

انواع روش های بازیافت باتری لیتیومی جهت استخراج لیتیوم از باطری موبایل

وقتی عمر باتری‌های لیتیومی تمام می‌شود، باید آنها را به صورت ایمن بازیافت کنیم. معمولا روش‌های بازیافت باتری لیتیومی مشابه هم هستند و تنها در جزئیات کوچکی تمایز دارند. در این بخش، به بررسی مراحل بازیافت این باتری‌ها می‌پردازیم:

مرحله اول: جمع‌آوری

در مرحله اول از استخراج لیتیوم از باطری موبایل، باتری‌های لیتیومی جمع آوری می‌شوند. معمولا نمایندگی‌های خودرو یا مکانیکی‌ها وقتی بخواهند باتری خودرو را تعویض کنند، باتری‌های قدیمی را جمع آوری کرده و آنها را برای بازیافت می‌فرستند.

مرحله دوم از استخراج لیتیوم از باطری موبایل: دسته‌بندی

یکی از مهم‌ترین مراحل بازیافت این است که بر اساس نوع باتری، آن را در دسته بندی متفاوتی قرار دهند. گاهی اوقات، می‌توان باتری‌های دسته بندی شده را تعمیر کرد و از آنها برای مصارف دیگری استفاده کرد. امروزه، محققان در زمینه استفاده از باتری‌های قدیمی خودرو برای ذخیره انرژی در سلول خورشیدی در حال آزمایش هستند.

مرحله سوم: خرد کردن

در این مرحله از بازیافت باتری موبایل، اگر ضایعات باتری موبایل دیگر قابل استفاده نباشند، انرژی موجود در آن با استفاده از دستگاه‌های خاصی تخلیه شده و به قطعات کوچک‌تر خرد می‌شوند. با توجه به اندازه دستگاهی که برای خرد کردن قطعات باتری از آن استفاده می‌کنیم، می‌توان بخشی یا همه‌ی باتری را به قطعات کوچک‌تر خرد کرد. وقتی باتری‌های لیتیومی را به قطعات کوچک‌تر خرد کنیم، موادی حاصل می‌شود که برخی از آنها به شرح زیر هستند:

بیشتر بخوانید: استخراج طلا از بردهای الکترونیکی

– توده سیاه: توده سیاه از کاتدها و آندهای خرد شده تشکیل شده است.
– فویل‌های مسی و آلومینیومی
– فیلم‌های پلاستیکی نازک جدا کننده
– بسته بندی فولادی
– الکترولیت

با بازیافت توده سیاه می‌توان کاتد و آند جدیدی برای باتری‌های لیتیومی جدید تولید کرد. معمولا این بخش به محل بازیافت جداگانه‌ای فرستاده می‌شود تا فلزات ارزشمند موجود در آن بازیافت شوند و به چرخه تولید برگردند. (توده سیاه حاوی کبالت، نیکل و گاهی اوقات لیتیوم است)

در حال حاضر، دو روش کلی برای بازیابی فلزات ارزشمند از توده سیاه وجود دارد که شامل موارد زیر هستند:

– پیرومتالورژی (مبتنی بر فرایند ذوب)

در فرایند پیرومتالورژی با انجام فرایند ذوب می‌توانند کبالت و نیکل را بازیابی کنند.

– هیدرومتالورژی (مبتنی بر فناوری لچینگ)

در فرایند هیدرومتالورژی از فناوری‌های متفاوتی برای بازیابی مقدار بیشتری فلزات کبالت، نیکل و لیتیوم استفاده می‌شود.

فرایند استخراج لیتیوم از باطری موبایل

چندین دهه است که ضایعات باتری موبایل لیتیومی جزو بزرگترین مشکلات زیست محیطی به شمار می‌آیند. با وجود اینکه فناوری باتری‌های لیتیومی پیشرفت زیادی کرده است، همچنان حاوی ترکیبات خطرناکی هستند که می‌تواند به محیط زیست آسیب بزنند.
اولین مشکلی که بر سر راه بازیافت باتری لیتیومی وجود دارد این است که لیتیوم یک عنصر واکنش پذیر است و شما نمی‌توانید همانند سایر تجهیزات الکترونیکی آن را بازیافت کنید. این باتری‌ها داغ می‌شوند و احتمال آتش سوزی دارند، بنابراین حین جمع آوری باتری‌های لیتیومی و بازیافت آنها باید از تجهیزات ایمنی استفاده کنید.
پس از جمع آوری باطری‌های لیتیومی باید انرژی موجود در آنها را تخلیه کرد. سپس، با استفاده از دستگاه‌های خاصی آن را به قطعات کوچک‌تر خرد کرد. سپس، بخشی از فلزات ارزشمند موجود در قعات خرد شده با استفاده از فرایند ذوب جدا می‌شوند و بخشی دیگر با استفاده از فناوری لچینگ بازیابی می‌شوند.

خطرات ناشی از بازیافت باتری های لیتیومی

باتری‌های لیتیومی حاوی عناصر کادیوم، کبالت و آرسنیک هستند که ممکن است خطرات جدی برای سیستم تنفسی و قلبی انسان داشته باشد. این باتری‌ها اسید هیدروفلوئوریک (HF) آزاد می‌کنند که در صورت تماس با پوست و چشم اثرات خطرناکی بر جای می‌گذارد.
از خطرات استخراج لیتیوم از باطری موبایل می‌توان به واکنش پذیری لیتیوم اشاره کرد. باتری‌های لیتیومی با یک واکنش الکتروشیمیایی انرژی آزاد می‌کنند. در این میان، یون ای لیتیوم از یک الکترود به الکترود دیگر منتقل می‌شوند در صورتیکه باتری‌های لیتیومی درست نگهداری و بازیافت نشوند خطر آتش سوزی دارند. در واقع، این باتری‌ها به دما حساس هستند و اگر در معرض دمای بالا قرار بگیرند آتش می‌گیرند. احتمال آتش گرفتن باتری‌های لیتیومی بسیار کم است، اما در صورت بروز این مشکل می‌تواند خطرناک باشد.

سخن پایانی:

باتری‌های لیتیومی باطری هایی هستند که قابلیت شارژشدن دارند و در آنها علاوه بر لیتیوم فلزاتی همچون نیکل، آلومینیوم و مس وجود دارد. بازیافت باتری لیتیومی به دو روش پیرومتالورژی و هیدرومتالورژی انجام می‌شود .

جهت استخراج لیتیوم از باطری موبایل باید این نکته را مد نظر قرار داد که لیتیوم یک عنصر واکنش‌پذیر است که اگر در معرض دمای بالا قرار گیرد امکان آتش سوزی وجود دارد. همچنین فلزات دیگری که در باتری لیتیومی قرار دارند مثل کبالت و آرسنیک برای سلامتی انسان خطر دارند، بنابراین رعایت نکات ایمنی برای بازیافت باطری لیتیومی ضروری است.