TY - THES

T1 - Hydrometallurgische Rückgewinnung von Graphit aus Lithium-Ionen-Batterien mittels laugungsgestützter Flotation

AU - Kollmann, Harald

N1 - gesperrt bis 14-11-2025

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) spielen aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften eine zentrale Rolle in unserem Alltag. Eine Schlüsselkomponente ist Graphit, welches als Interkalationsmaterial in der negativen Elektrode dient. Trotz umfangreicher Bemühungen geeignete Alternativen mit verbesserter Leistung, Energiedichte und Zyklenstabilität zu finden, stellt Graphit immer noch den überwiegen Anteil der Anodenmaterialien in kommerziellen LIBsdar und ist somit ein bedeutsames Industriematerial für deren Produktion. Aus Gründen der Importabhängigkeit von China gilt Graphit in Europa daher als kritischer Rohstoff. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der hydrometallurgischen Rückgewinnung von Graphit aus LIBs mithilfe selektiver Metallmischoxidlaugung und anschließender Flotation. Überdies steht die empirische Untersuchung des Einflussverhaltens einer vorhergehenden thermischen Behandlung (Pyrolyse) des Aktivmaterials auf den Flotationsprozess im Vordergrund der Arbeit. Dies soll anhand von empirischen Untersuchungen eine qualitative Aussage über dieZusammensetzung, Reinheit sowie Struktur des durch die Flotation abgetrennten Graphits erbringen. Für einen Vergleich der gewonnenen Graphitphasen ohne bzw. vor der Flotation, erfolgt eine Metalllaugung zur Entfernung der Verunreinigungen. Die gewonnenen Erkenntnisse zeigen die Funktionalität einer flotationsgestützten Rückgewinnung von Graphit in Verbindung mit einer vorhergehenden pyrolytischen Wärmebehandlung und an- /organischen Säurelaugung. Das rückgewonnene Konzentrat besteht zu >80 % aus Graphitund ähnelt dem strukturellen Aufbau des Anodengraphits.

AB - Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) spielen aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften eine zentrale Rolle in unserem Alltag. Eine Schlüsselkomponente ist Graphit, welches als Interkalationsmaterial in der negativen Elektrode dient. Trotz umfangreicher Bemühungen geeignete Alternativen mit verbesserter Leistung, Energiedichte und Zyklenstabilität zu finden, stellt Graphit immer noch den überwiegen Anteil der Anodenmaterialien in kommerziellen LIBsdar und ist somit ein bedeutsames Industriematerial für deren Produktion. Aus Gründen der Importabhängigkeit von China gilt Graphit in Europa daher als kritischer Rohstoff. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der hydrometallurgischen Rückgewinnung von Graphit aus LIBs mithilfe selektiver Metallmischoxidlaugung und anschließender Flotation. Überdies steht die empirische Untersuchung des Einflussverhaltens einer vorhergehenden thermischen Behandlung (Pyrolyse) des Aktivmaterials auf den Flotationsprozess im Vordergrund der Arbeit. Dies soll anhand von empirischen Untersuchungen eine qualitative Aussage über dieZusammensetzung, Reinheit sowie Struktur des durch die Flotation abgetrennten Graphits erbringen. Für einen Vergleich der gewonnenen Graphitphasen ohne bzw. vor der Flotation, erfolgt eine Metalllaugung zur Entfernung der Verunreinigungen. Die gewonnenen Erkenntnisse zeigen die Funktionalität einer flotationsgestützten Rückgewinnung von Graphit in Verbindung mit einer vorhergehenden pyrolytischen Wärmebehandlung und an- /organischen Säurelaugung. Das rückgewonnene Konzentrat besteht zu >80 % aus Graphitund ähnelt dem strukturellen Aufbau des Anodengraphits.

KW - Lithium Ion Batteries

KW - Hydrometallurgy

KW - Flotation

KW - Leaching

KW - Graphite

KW - Recycling

KW - Lithium-Ionen-Batterien

KW - Hydrometallurgie

KW - Flotation

KW - Laugung

KW - Graphit

KW - Recycling

M3 - Masterarbeit

ER -