Nghiên cứu hòa tách nhằm thu hồi coban và lithium trong pin lithium ion thải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu hòa tách nhằm thu hồi Coban Lithium pin Lithium ion thải VŨ TIẾN CƯỜNG Ngành Kỹ thuật Môi trường Giảng viên hướng dẫn: GS.TS Huỳnh Trung Hải Viện: Khoa học Công nghệ môi trường HÀ NỘI, 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu hòa tách nhằm thu hồi Coban Lithium pin Lithium ion thải VŨ TIẾN CƯỜNG Ngành Kỹ thuật Môi trường Giảng viên hướng dẫn: GS.TS Huỳnh Trung Hải Chữ ký GVHD Viện: Khoa học Công nghệ môi trường LỜI CẢM ƠN Luận văn thực Viện Khoa học Công nghệ Môi trường - Đại học Bách khoa Hà Nội Qua đây, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến GS.TS Huỳnh Trung Hải, người thầy tận tình dẫn, định hướng cho em suốt trình thực luận văn Đồng thời, em xin gửi lời cảm ơn đến TS Hà Vĩnh Hưng, với thầy cô Trung tâm Sản xuất Viện Khoa học Công nghệ Môi trường, người tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ, bảo em thời gian qua Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến người thân gia đình bạn bè ln đồng hành, khuyến khích giúp cho em yên tâm mặt tinh thần, vật chất suốt trình học tập thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày tháng Tác giả Vũ Tiến Cường năm 2020 MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH v LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PIN LITHIUM ION THẢI VÀ Q TRÌNH HỊA TÁCH KIM LOẠI I.1 Giới thiệu pin Lithium ion (LIB) I.2 Tổng quan nghiên cứu tiền xử lý hòa tách LIB trước I.2.1 Nghiên cứu tiền xử lý LIB I.2.2 Nghiên cứu q trình hịa tách kim loại LIB 12 CHƯƠNG II QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM 14 II.1 Đối tượng nghiên cứu 14 II.1.1 Hóa chất sử dụng 14 II.1.2 Thiết bị thí nghiệm 14 II.2 Quá trình thí nghiệm 15 II.2.1 Quá trình tiền xử lý 15 II.2.3 Phương pháp tối ưu số liệu q trình hịa tách 18 CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21 III.1 Khảo sát trình tiền xử lý pin Li ion 21 III.1.1 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ NaOH thời gian hòa tách đến hiệu suất tách bột cathode 23 III.1.2 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ rắn lỏng đến hiệu suất tách bột cathode 24 III.2 Q trình hịa tách Co Li bột cathode pin Li-ion 25 III.2.1 Khảo sát khả hòa tách Co Li loại axit HCl, HNO , H SO nồng độ khác 25 III.2.2 Khảo sát khả hòa tách Co Li theo thời gian hòa tách 27 III.2.3 Khảo sát khả hòa tách Co Li theo nhiệt độ hòa tách 27 III.2.4 Khảo sát khả hòa tách Co Li theo tỉ lệ R/L 28 III.2.5 Khảo sát ảnh hưởng rửa dung môi trước hòa tách đến khả hòa tách Co Li 29 III.3 Quy hoạch thực nghiệm 31 III.3.1 Xác định phương trình hồi quy hiệu suất hịa tách Co Li 31 III.3.2 Đánh giá tác động qua lại lẫn yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất hòa tách Co Li 34 III.3.3 Tối ưu hóa điều kiện q trình hịa tách 41 i III.3.4 Xây dựng quy trình hịa tách LIB 41 III.4 Vấn đề mơi trường q trình tiền xử lý hịa tách Co Li 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45 I Kết luận 45 II Kiến nghị 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 PHỤ LỤC 49 ii DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DMF Dimethylformamide EV Xe điện H Hiệu suất Li-BCT Băng âm cực pin Li-ion thải LIBs LIB LFP Lithium sắt phốt phát LMO Lithium Mangan Oxit LNMC Lithium Niken Mangan Coban Oxit LCO Lithium Cobalt Oxit LNCA Lithium Niken Coban nhôm oxit PVDF Florua polyvinylidene R/L Tỷ lệ rắn/lỏng iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại LIBs Bảng 1.2 Thành phần số loại LIBs điển hình Bảng 1.3 Ưu điểm nhược điểm phương pháp tiền xử lý khác .11 Bảng 2.1 Hóa chất sử dụng q trình thí nghiệm .14 Bảng 2.2 Thiết bị sử dụng trình nghiên cứu .14 Bảng 2.3 Các hệ số a i phụ thuộc số biến độc lập k 19 Bảng 3.1 Thành phần kim loại bột thu sau trình cắt nghiền LIB thải 22 Bảng 3.2 Ma trận kế hoạch thực nghiệm hàm mục tiêu 31 Bảng 3.3 Thành phần dung dịch hòa tách LIBs qua tiền xử lý .42 iv DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Chỉ số loại LIB khác Hình 1.2 Cấu tạo LIB Hình 2.1 Sơ đồ trình tiền xử lý 16 Hình 2.2 Sơ đồ q trình hịa tách 17 Hình 3.1 Pin Li sau nghiền 21 Hình 3.2 Khối lượng thành phần sau công đoạn tiền xử lý 22 Hình 3.3 Ảnh hưởng nồng độ NaOH thời gian đến hiệu suất hịa tách nhơm 23 Hình 3.4 Ảnh hưởng nồng độ NaOH thời gian đến lượng Li hòa tan vào dung dịch 24 Hình 3.5 Ảnh hưởng tỷ lệ rắn lỏng đến lượng nhơm hịa tan vào dung dịch 25 Hình 3.6 Ảnh hưởng loại axit nồng độ đến hiệu suất hịa tách 26 Hình 3.7 Ảnh hưởng nồng độ H O đến kết hoà tách Li Co 26 Hình 3.8 Ảnh hưởng thời gian hồ tách đến hiệu suất hoà tách Li Co 27 Hình 3.9 Ảnh hưởng nhiệt độ hịa tách đến hiệu suất hòa tách Co Li 28 Hình 3.10 Tỷ lệ R/L ảnh hưởng đến hiệu suất hịa tách 29 Hình 3.11 Hiệu suất hòa tách Co áp dụng rửa dung mơi 30 Hình 3.12 Dung dịch sau q trình hịa tách 31 Hình 3.12 Đồ thị hiệu suất thực tế lý thuyết Co 34 Hình 3.13 Đồ thị hiệu suất thực tế lý thuyết Li 34 Hình 3.14 Ảnh hưởng thời gian nhiệt độ tới hiệu suất hòa tách Co 35 Hình 3.15 Ảnh hưởng nồng độ axit nhiệt độ tới hiệu suất hòa tách Co 36 Hình 3.16 Ảnh hưởng nhiệt độ nồng độ axit tới hiệu suất hòa tách Co 37 Hình 3.17 Ảnh hưởng nồng độ peoxit nhiệt độ tới hiệu suất hòa tách Co 38 Hình 3.18 Ảnh hưởng thời gian nhiệt độ tới hiệu suất hòa tách Li 38 Hình 3.19 Ảnh hưởng nồng độ axit nhiệt độ tới hiệu suất hòa tách Li 39 Hình 3.20 Ảnh hưởng nhiệt độ nồng độ axit tới hiệu suất hòa tách Li 40 Hình 3.21 Ảnh hưởng nồng độ peoxit nhiệt độ tới hiệu suất hòa tách Li 41 Hình 3.22 Quy trình hịa tách LIB 43 v LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, với phát triển nhanh kinh tế ngành công nghệ cao pin Lithium ion (LIB) đóng vai trị quan trọng thiếu ngành ô tơ, máy tính, thiết bị điện tử, thiết bị nghe nhìn…Với nhiều ưu điểm bật loại pin khác mật độ lượng cao, điện áp pin cao, chu kỳ nạp-xả dài khoảng nhiệt độ hoạt động lớn… pin LIBs chiếm phần lớn phân khúc pin sử dụng cho thiết bị, phương tiện Các thành phần vật liệu pin LIBs bao gồm coban, lithium, nhơm, đồng, Trong Co Li hai kim loại có giá trị lớn Co chiếm khoảng 20% khối lượng LIB, Li chiếm khối lượng nhỏ (khoảng 3,5% khối lượng) lại kim loại có giá trị lớn kinh tế Trữ lượng Li giới không nhiều mà nhu cầu sử dụng lại tương đối lớn Với nhu cầu sử dụng lớn nay, lượng pin LIBs sản xuất ngày nhiều Lượng sản xuất LIB toàn cầu đạt tới 100,75 GWH với tăng trưởng 39,45% so với kỳ năm 2010, tỷ lệ pin tô tăng tới 28,26%, loại pin sử dụng nhiều tất loại LIB [1] Sự gia tăng số lượng ngày lớn LIB mang lại nhiều lợi ích vấn đề LIB kết thúc vịng đời Ước tính tuổi thọ LIB khoảng 3–8 năm, dự đoán 25 tỷ đơn vị LIB tương ứng với 500 nghìn LIB trở thành chất thải vào năm 2020 Có thể thấy LIB qua sử dụng loại bỏ khơng cách gây ô nhiễm đất, nước kim loại nặng ô nhiễm khơng khí LIBs giải phóng HF tiếp xúc với ẩm cháy LIB thuộc loại chất thải điện tử, nằm nhóm chất thải nguy hại Chính vậy, việc tái chế chúng cần thiết Ở Việt Nam cịn nghiên cứu trình tái chế LIB Hầu LIB sau sử dụng Việt Nam thải ngồi mơi trường khơng quản lý phù hợp Mặc dù Quyết Định 16/2015/QĐ-TTg Thủ tướng Chính phủ Thông tư 36/2015/BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường quản lý chất thải nguy hại đưa quy định quản lý LIB theo quy định Tuy nhiên, phần lớn LIB bị người sử dụng thải bỏ tự mơi trường Phần khác LIB thu gom làng nghề, sở xử lý giấy phép Chính vậy, đề tài “Nghiên cứu hòa tách nhằm thu hồi Coban Lithium pin Lithium ion thải.” lựa chọn nhằm thu hồi kim loại có giá trị kinh tế LIB, giúp tiết kiệm tài nguyên không tái tạo lại giảm thiểu chất thải nguy hại môi trường Hoành độ đỉnh parabol -2,68/(2 x -1,68)= 0,8 nhỏ giá trị nhỏ thời gian (30 phút) nên hàm số y đồng biến với giá trị x Có nghĩa vùng thời gian khảo sát, tăng thời gian ảnh hưởng tích cực đến hiệu suất hịa tách Hình 3.14 biểu diễn hiệu suất hòa tách Co phụ thuộc thời gian khoảng nhiệt độ khác x =0, x =0 Kết cho thấy thời gian dài hiệu suất hịa tách Co tăng Hình 3.14 Ảnh hưởng thời gian nhiệt độ tới hiệu suất hòa tách Co (x =0,x =0) III.3.2.1.2 Sự tác động yếu tố đến yếu tố nồng độ axit ảnh hưởng tới hiệu suất hòa tách Co Đối với q trình hịa tách Co, phương trình hồi quy mơ tả hiệu suất hịa tách Co có dạng: y = Ax 2+Bx + C, đó: A= -1,36 B= 3,44 C= 95,2211+2,68x +1,57x +1,32x -1,68x 35 Đây phương trình bậc hai có hồnh độ đỉnh 1,26; từ giá trị nồng độ 1,26 trở hàm số đồng biến Khoảng nồng độ tiến hành khảo sát 3÷5N Vì vậy, nồng độ H SO tăng, hiệu suất hịa tách Co tăng theo Hình 3.15 Ảnh hưởng nồng độ axit nhiệt độ tới hiệu suất hòa tách Co (x =0, x =0) III.3.2.1.3 Sự tác động qua lại yếu tố đến yếu tố nhiệt độ ảnh hưởng tới hiệu suất hịa tách Đối với q trình hịa tách Co, phương trình hồi quy mơ tả hiệu suất hịa tách Co có dạng: y = Ax + B, đó: A= 1,57 B= 95,2211+2,68x +3,44x +1,32x -1,68x 2-1,36x 2 Hệ số A = 1,57 nên hàm số đồng biến Tức nhiệt độ tăng có ảnh hưởng tích cực đến hiệu suất hịa tách Co 36 Hình 3.16 Ảnh hưởng nhiệt độ nồng độ axit tới hiệu suất hòa tách Co (x =0, x =0) III.3.2.1.4 Sự tác động qua lại yếu tố đến yếu tố nồng độ peoxit ảnh hưởng tới hiệu suất hòa tách Co Khi xem xét tác động qua lại yếu tố nhiệt độ đến yếu tố nồng độ peoxit yếu tố coi tham số, yếu tố nồng độ peoxit biến số phương trình hồi quy mơ tả hiệu suất hịa tách Co Đối với q trình hịa tách Co, phương trình hồi quy mơ tả hiệu suất hịa tách Co có dạng: y = Ax + B, đó: A =1,32; B= 95,2211+1,57x 37 Hình 3.17 Ảnh hưởng nồng độ peoxit nhiệt độ tới hiệu suất hòa tách Co (x =0,x =0) Hệ số A=1,32>0 nên hàm số đồng biến Tức nhiệt độ tăng có ảnh hưởng tích cực đến hiệu suất hịa tách Co Hình 3.17 biểu diễn hiệu suất hịa tách Co nồng độ peoxit khác Khi nhiệt độ tăng hiệu suất hịa tách Co tăng III.3.2.2 Đánh giá tác động qua lại lẫn yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất hòa tách Li III.3.2.2.1 Sự tác động yếu tố đến yếu tố thời gian ảnh hưởng tới hiệu suất hịa tách Đối với q trình hịa tách Li, phương trình hồi quy mơ tả hiệu suất hịa tách Li có dạng: y = Ax + Bx + C, đó: A= -1,14 B= 1,64 C= 98,09+1,10x Đồ thị hàm số có hồnh độ đỉnh −𝟏,𝟔𝟒 −𝟐×𝟏,𝟏𝟒 = 𝟎, 𝟕 Tương tự Co, khoảng thời gian khảo sát từ 30-50 phút, hiệu hòa tách Li tăng dần tăng thời gian tiếp xúc Hình 3.15 thể mối tương quan nhiệt độ, thời gian hiệu suất hịa tách Li Hình 3.18 Ảnh hưởng thời gian nhiệt độ tới hiệu suất hòa tách Li 38 (x =0,x =0) III.3.2.2.2 Sự tác động yếu tố đến yếu tố nồng độ axit ảnh hưởng tới hiệu suất hòa tách Co Đối với q trình hịa tách Li, phương trình hồi quy mơ tả hiệu suất hịa tách Li có dạng: y = Ax 2+Bx + C, đó: A= 1,26 B= 2,40-0,5196x C= 98,09+1,10x -0,4671𝒙𝟐𝟑 Hình 3.19 thể mối tương quan nhiệt độ, nồng độ H SO hiệu suất hòa tách Li Phương trình có dạng parabol, hồnh độ đỉnh 𝒙 = 𝟎,𝟓𝟏𝟗𝟔𝒙𝟑 −𝟐,𝟒𝟎 𝟐×𝟏,𝟐𝟔 Vị trí đỉnh phụ thuộc vào biến thiên giá trị nhiệt độ từ 30 đến 500C Ở nhiệt độ 500C, x đạt giá trị lớn -0,71,28 Tức tăng nồng độ peoxit hiệu suất hịa tách Li tăng theo Hình 3.21 Ảnh hưởng nồng độ peoxit nhiệt độ tới hiệu suất hòa tách Li III.3.3 Tối ưu hóa điều kiện trình hịa tách Để tìm điểm tối ưu q trình hịa tách ta phải tìm cực đại phương trình hồi quy (3.5) (3.6) Phần mềm design-expect hỗ trợ để giảm bớt thời gian tính tốn Theo phương pháp lên (hoặc xuống) theo đường dốc phương pháp Gradien phần mềm cho kết điểm tối ưu hiệu suất hòa tách Co Li điều kiện: (1) thời gian 50 phút, (2) nồng độ axit 5N; (3) Nhiệt độ 40oC (4) nồng độ peoxit 4% Khi hiệu suất hòa tách Co 98% Li gần 100% Tuy vậy, sử dụng axit H SO nồng độ cao (5N) không hiệu kinh tế nguồn nước thải khó xử lý, gây ảnh hưởng đến mơi trường Vì vậy, nồng độ 4N lựa chọn Khi đó, hiệu suất hịa tách tính được: Co 96,22% Li 98,59% Như vậy, giảm nồng độ H SO xuống 4N hiệu suất hịa tách Co Li thay đổi không đáng kể III.3.4 Xây dựng quy trình hịa tách LIB Quy trình hịa tách LIB xây dựng Hình 3.23 sau lựa chọn điều kiện tối ưu trình bày phần • Bước 1: Cân xác định khối lượng LIBs 41 • Bước 2: Xả điện áp dư LIBs dung dịch muối NaCl 5% khối lượng 24h, sau làm sấy khơ • Bước 3: Nghiền LIBs với kích thước d≤ 2𝑚𝑚 • Bước 4: LIBs sau nghiền hịa tách nhơm NaOH 1M, sử dụng thiết bị siêu âm, tỷ lệ R/L =1/10g/ml, nhiệt độ thường (25oC) thời gian 30 phút • Bước 5: Sau lọc tách thành phần dung dịch, bột thành phần khác có kích thước lớn (đồng, vỏ kim loại, nilon lớp cách điện) Phần bột gồm vật liệu hoạt động cathode chứa nhiều kim loại giá trị Co, Li, Mn, v.v… đem hòa tách thu hồi kim loại có giá trị, phần dung dịch chứa nhiều nhơm phần cịn lại xử lí để tách thu hồi phần • Bước Sau phần bột rửa DMF với tỉ lệ R/L 1/10(g/ml) để loại chất kết dính đem sấy khơ 70OC 24h Sau đem hịa tách H SO 5N +H O 4,5%, nhiệt độ 400C thời gian 50 phút • Bước Sau hòa tách lọc thu hồi dung dịch để tiến hành bước phân tách phía sau Dung dịch thu sau lọc có thành phần Bảng 3.3 Bảng 3.3 Thành phần dung dịch hòa tách LIBs qua tiền xử lý Nguyên tố Nồng độ g/l Mn Ni Fe Cu Co Li 3,23 2,25 0,48 0,26 30,71 2,80 42 Cân LIBs Dd NaCl 5% khối lượng Xả điện dư Làm sạch, sấy khô Bụi, nilon Cắt nghiền Hòa tách (R/L =1/10 (g/mL), 25oC, t=30 phút) Dd NaOH 1M Bột DMF Đồng, vỏ kim loại, nilong, lớp điện ly Dung DMF + chất kết dính Sấy khô Sàng Sàn H2SO4 5N +H2O2 4,5% Kích thước >1mm Vỏ kim Đồn g Nilon, nhựa, Hịa tách Lọc Cặn (R/L=1/10 g/mL, 400C, 50 hút Dung dịch hịa Hình 3.22 Quy trình hịa tách LIB 43 III.4 Vấn đề mơi trường q trình tiền xử lý hịa tách Co Li Khí thải: Trong trình cắt nghiền LIB thải làm phát sinh khí độc hại mùi khó chịu từ chất kết dính anode cathode Do vậy, tiến hành cắt nghiền pin cần sử dụng trang bị bảo hộ an tồn sử dụng trang phịng độc, giữ khoảng cách an tồn Nước thải: Dịng nước thải có pH cao phát sinh từ q trình loại bỏ nhơm dung dịch NaOH Dịng nước thải có pH thấp phát sinh từ q trình hịa tách bột cathode pin Do trộn lẫn dịng thải với sau tiến hành xử lý bước Chất thải rắn: Ở q trình tiền xử lý, chất thải rắn phần nilon pin chất kết dính cịn sót lại Ở q trình hịa tách, chất thải rắn cặn khơng hịa tan sau q trình lọc cịn lại 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết luận - Thành phần Co Li thu LIB thải: Co 33,075%, Li 5,75% khối lượng - Quy trình bao gồm tiền xử lý phương pháp học cắt, nghiền để phá vỡ cấu trúc LIB thải; loại bỏ nhôm bột cathode cách hòa tan vào NaOH theo điều kiện tối ưu (thời gian, nồng độ NaOH, tỉ lệ R/L) Điều kiện tối ưu trình tách Al khỏi cathode: thời gian 30 phút, nồng độ NaOH 1M tỷ lệ R/L 1/20 g/ml Sau quy trình thu bột cathode đưa vào quy trình hịa tách - - Thơng qua sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm tìm phương trình hồi quy biểu diễn hiệu suất hịa tách Co, Li với yếu tố ảnh hưởng là: thời gian (x ); nồng độ axit H SO (x ); nhiệt độ (x ); nồng độ peoxit (x ) Co: ŷ = 95,2211+2,68x +3,44x +1,57x +1,32x -1,68x 2-1,36x 2 Li: ŷ = 98,09+1,64x +2,40x +1,10x +1,11x -0,5196x x -0,5158x x 1,14x -1,26x 2-0,4671x 2-0,4338x Qua phương trình hồi quy đánh giá tác động qua lại lẫn yếu tố ảnh hưởng chúng đến q trình hịa tách Co Li Kết cuối điều kiện tối ưu để hòa tách LIB là: (1) thời gian 50 phút, (2) nồng độ axit 4N; (3) Nhiệt độ 40oC (4) nồng độ peoxit (%), tốc độ lắc 180 vịng/phút Khi hiệu suất hòa tách thu được: Co 96,22%, Li gần 98,59% Xây dựng quy trình hịa tách nhằm thu hồi Co Li từ pin Lithium ion thải với quy mơ rộng tối ưu chi phí II Kiến nghị Một số hướng đề tài: Nghiên cứu lựa chọn dung môi tốt để tối ưu trình tách vật liệu cathode khỏi nhôm Nghiên cứu phương pháp tiền xử lý an tồn hơn, phát sinh chất thải ngồi môi trường ảnh hưởng đến sức khỏe người Nghiên cứu thu hồi kim loại Co Li sau q trình hịa tách 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] L Sun, K.Q Qiu, Vacuum pyrolysis and hydrometallurgical process for the recovery of valuable metals from spent Li-ion Mater, 194 (2011), pp 378-384 batteries, J Hazard [2] Basudev Swain, JinkiJeonga, Jae-chun Leea, Gae-Ho Leeb, Jeong-SooSohn; Hydrometallurgical process for recovery of cobalt from waste cathodic active material generated during manufacturing of Li ion batteries; Journal of Power Sources; Volume 167, Issue 2; 15 May 2007, Pages 536-544 [3] Hidemasa Kawai, Norihiro Murayama, Junji Shibata, Yuki Omura “Analysis of Composition of Li Ion Battery Used in PC” J Japan Inst Metals, Vol.74, No.10 (2010), pp 677-681 [4] Churl Kyoung Lee, Kang-In Rhee; Reductive leaching of cathodic active materials from Li ion battery wastes; Hydrometallurgy; Volume 68, Issues 1–3; February 2003; Pages 5-10 [5] Claus Daniel and Jurgen O Besenhard (2011) Handbook of Battery Materials, pp.169 196 [6] Thủ tướng Chính phủ (2015) Quyết định số 16/2015/QĐ-TTg quy định thu hồi, xử lý sản phẩm thải bỏ, ban hành ngày 22/05/2015 [7] K.M Winslow, S.J Laux, T.G Townsend; A review on the growing concern and potential management strategies of waste Li-ion batteries ;Resour Conserv Recycl., 129 (October) (2017); pp 263-277 [8] T Zhang, Y.Q He, F.F Wang, L.H Ge, X.N Zhu, H Li, Chemical and process mineralogical characterizations of spent Li-ion batteries: an approach by multi-analytical techniques, Waste Manag, 34 (6) (2014), pp 1051-1058 [9] S.M Shin, N.H Kim, J.S Sohn, D.H Yang, Y.H Kim, Development of a metal recovery process from Li-ion battery wastes, Hydrometallurgy, 79 (3– 4) (2005), pp 172-181 [10] J Li, P Shi, Z Wang, Y Chen, C.C Chang, A combined recovery process of metals in spent Li-ion batteries, Chemosphere, 77 (8) (2009), pp 1132-1136 [11] D.A Ferreira, L.M.Z Prados, D Majuste, M.B Mansur, Hydrometallurgical separation of aluminium, cobalt, copper and Li from spent Li-ion batteries, J Power Sources, 187 (1) (2009), pp 238-246 [12] J.M Nan, D.M Han, X.X Zuo, Recovery of metal values from spent Li-ion batteries with chemical deposition and solvent extraction, J Power Sources, 152 (2005), pp 278-284 46 [13] L.P He, S.Y Sun, X.F Song, J.G Yu, Recovery of cathode materials and Al from spent Li-ion batteries by ultrasonic cleaning, Waste Manag, 46 (2015), pp 523-528 [14] M Contestabile, S Panero, B ScrosatiA laboratory-scale Li-ion battery recycling process, J Power Sources, 92 (1–2) (2001), pp 65-69 [15] X Zhou, W.Z He, G.M Li, X.J Zhang, J.W Huang, S.G Zhu, Recycling of electrode materials from spent Li-ion batteries, Proceedings of the 4th International Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering; 2010 Jun 18–20; Chengdu, China, IEEE, Piscataway (2010) [16] X.H Zhang, Y.B Xie, H.B Cao, F Nawaz, Y Zhang, A novel process for recycling and resynthesizing LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 from the cathode scraps intended for Li-ion batteries, Waste Manag, 34 (9) (2014), pp 1715-1724 [17]C Hanisch, T Loellhoeffel, J Diekmann, K.J Markley, W Haselrieder, A Kwade, Recycling of Li-ion batteries: a novel method to separate coating and foil of electrodes, J Clean Prod, 108 (2015), pp 301-311 [18] Y Yang, G Huang, S Xu, Y He, X Liu, Thermal treatment process for the recovery of valuable metals from spent Li-ion batteries, Hydrometallurgy, 165 (2016), pp 390-396 [19] Xiangping Chen Hongrui Ma Chuanbao Luo, TaoZhou; Recovery of valuable metals from waste cathode materials of spent Li-ion batteries using mild phosphoric acid; Journal of Hazardous Materials; Volume 326; 15 March 2017; Pages 77-86 [20] L Yao, Y Feng, G.X XiA, New method for the synthesis of LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 from waste Li ion batteries; RSC Adv, (55) (2015); pp 44107-44114 [21] Xianlai Zeng, Jinhui Li, Bingyu Shen; Novel approach to recover cobalt and Li from spent Li-ion battery using oxalic acid; Journal of Hazardous Materials; Volume 295; 15 September 2015, Pages 112-118 [22] Bin Huang, Zhefei Pana, Xiangyu Sua, LiangAn; Recycling of Li-ion batteries: Recent advances and perspectives; Journal of Power Sources; Volume 399; 30 September 2018; Pages 274-286 [23] Nazanin Bahaloo-Horeh, Seyyed Mohammad Mousavi, Enhanced recovery of valuable metals from spent Li-ion batteries through optimization of organic acids produced by Aspergillus niger; Waste Management; Volume 60; February 2017; Pages 666-679 47 [24] Wan-Xia Ren, Pei-Jun Li, Yong Geng, Xiao-JunLi; Biological leaching of heavy metals from a contaminated soil by Aspergillus niger; Journal of Hazardous Materials; Volume 167, Issues 1–3, 15 August 2009, Pages 164-169 [25] Zhirui Niu, Yikan Zou, Baoping Xin, Shi Chen, Changhao Liu, Yuping Li; Process controls for improving bioleaching performance of both Li and Co from spent Li ion batteries at high pulp density and its thermodynamics and kinetics exploration; Chemosphere; Volume 109; August 2014; Pages 92-98 [26] Severi Ojanen, Mari Lundström, Annukka, Santasalo-Aarnio, Rodrigo, Serna-Guerrero; Challenging the concept of electrochemical discharge using salt solutions for Li-ion batteries recycling; Volume 76, June 2018, Pages 242-249 [27] Nguyễn Minh Tuyển, Quy hoạch thực nghiệm, nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 48 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Bảng ảnh hưởng nồng độ NaOH thời gian đến hiệu suất hịa tách nhơm, % (tỷ lệ R/L:1/10 g/ml, nhiệt độ 27-300C) Nồng độ NaOH Thời gian (phút) 0,5M 1M 2M 3M 28,21 59,39 48,40 89,95 10 43,91 76,28 62,97 69,50 15 84,81 61,10 93,13 58,34 30 79,83 98,70 73,73 65,14 60 95,06 81,13 75,74 62,02 Phụ lục 2: Bảng ảnh hưởng nồng độ NaOH thời gian đến lượng Li hòa tan, mg/l (tỷ lệ R/L:1/10 g/ml, nhiệt độ 27-300C) Nồng độ Thời gian (phút) 0,5M 1M 2M 3M 0,92 1,15 0,73 0,64 10 0,99 0,96 0,91 0,77 15 1,46 1,08 0,59 0,73 30 1,38 0,89 0,95 0,73 60 1,41 0,79 0,77 0,78 Phụ lục 3: Bảng ảnh hưởng tỷ lệ R/L đến lượng nhôm dung dịch (nồng độ NaOH 1M, thời gian 15 phút, tỷ lệ R/L giá trị 1/5, 1/10,1/15, 1/20 g/ml, nhiệt độ 27-300C) Tỷ lệ R/L, g/ml % nhơm hịa tan vào dung dịch 1/5 58,73 1/10 61,1 1/15 73,48 1/20 98,63 49 ... tài ? ?Nghiên cứu hịa tách nhằm thu hồi Coban Lithium pin Lithium ion thải. ” lựa chọn nhằm thu hồi kim loại có giá trị kinh tế LIB, giúp tiết kiệm tài nguyên không tái tạo lại giảm thiểu chất thải. ..TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu hòa tách nhằm thu hồi Coban Lithium pin Lithium ion thải VŨ TIẾN CƯỜNG Ngành Kỹ thu? ??t Môi trường Giảng viên hướng dẫn: GS.TS Huỳnh... I.1 Giới thiệu pin Lithium ion (LIB) I.2 Tổng quan nghiên cứu tiền xử lý hòa tách LIB trước I.2.1 Nghiên cứu tiền xử lý LIB I.2.2 Nghiên cứu q trình hịa tách kim loại LIB