Спосіб знешкодження та утилізації відходів металевого літію

Спосіб знешкодження та утилізації ВІДХОДІВ металевого ЛІТІЮ, при якому відходи ЛІТІЮ взаємодіють з розчином гідроксиду ЛІТІЮ, який відрізняється тим, що процес проводять при кімнатній температурі в розчині гідроксиду ЛІТІЮ, ЩО має концентрацію 30-80г/дм 3 Винахід відноситься до неорганічної хімії і стосується галузей господарства і техніки, де в якості твердих ВІДХОДІВ присутній металевий ЛІТІЙ, в тому тури до рівня, при якому активність ЛІТІЮ значно знижується Охолодженні компоненти потім подрібнюють на малі частки, які обробляють водним розчином гідроксиду ЛІТІЮ з високим рН (10), який підтримують доданням гідроксиду ЛІТІЮ Безпечне знешкодження ЛІТІЮ досягається завдяки значному числі і анодний ЛІТІЙ З відпрацьованих ХІМІЧНИХ дже рел струму Винахід може бути використаний в технологіях переробки твердих ВІДХОДІВ з вилученням з них сполук ЛІТІЮ, солей або лугу Проблема комплексної переробки твердих ЛІТІЄВИХ ВІДХОДІВ з кожним роком зростає в зв'язку з накопиченням об'ємів ЛІТІЙВМІСНИХ об'єктів ЛІТІЙ являє собою реакційно активний метал, який потребує особливої уваги і ретельності при його знешкодженні Відомий спосіб [М Contestabile, S Panero, В Scorsati A Laboratory-scale lithium battery recycling process // Journal of Power Sources -1999 -т 83 p 77-79], ВІДПОВІДНО до якого відходи ЛІТІЮ відпрацьованих джерел струму, одержані в процесі подрібнення і розсіювання, обробляють в двохфазній системі "ізобутанол/вода", яка регулювала швидкість окислення ЛІТІЮ з утворенням гідроксиду ЛІТІЮ за рахунок низької розчинності води у верхній спиртовій фазі Цей спосіб має такі недоліки ізобутанол, введений в реакційну систему знешкодження ЛІТІЮ, забруднює кінцевий продукт органічними домішками, що вимагає додаткових стадій очищення продукту, та стічних вод від токсичної органічної сполуки Крім цього виникає ризик виникнення пожежі за рахунок спалаху спирту Найбільш близький спосіб переробки ВІДХОДІВ ЛІТІЮ з ЛІТІЄВИХ батарей та іншого ЛІТІЙВМІСНОГО лому [United States Patent 5888463, Maclaughhn et al, March 30, 1999], у якому ЛІТІЙВМІСНІ відходи розміщують у рідкому азоті з метою зниження темпера охолодженню ЛІТІЙВМІСНИХ ВІДХОДІВ рідким азотом Іншими словами, цей спосіб направлений на зниження швидкості взаємодії металевого ЛІТІЮ З ВОДОЮ водних розчинів LiOH шляхом глибокого охолодження виробів з ЛІТІЙВМІСНИМИ складовими частинами Цей спосіб має такі недоліки, як необхідність глибокого охолодження, що потребує спеціальної апаратури Технічна задача, яку розв'язує винахід, полягає в можливості впливу на швидкість процесу знешкодження ВІДХОДІВ металевого ЛІТІЮ І створенні безпечної технології їх переробки При цьому вирішується проблема накопичення ВІДХОДІВ відпрацьованих ЛІТІЄВИХ батарей та ВІДХОДІВ металевого ЛІТІЮ при їх виробництві, а також при переробці ЛІТІЙВМІСНИХ боєприпасів, для яких закінчився термін зберігання Крім того реалізація такої технології зменшить техногенний вплив на земельні ресурси, атмосферу, підземні водоносні горизонти за рахунок скорочення КІЛЬКОСТІ захоронених шкідливих ВІДХОДІВ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ людей Одночасно з цим він забезпечує безпечне знешкодження ВІДХОДІВ металевого ЛІТІЮ при звичайних температурних умовах, зменшення КІЛЬКОСТІ ВІДХОДІВ металевого ЛІТІЮ з використанням дешевих доступних реагентів, вилучення цінних продуктів знешкодження та утилізації зазначених ВІДХОДІВ з метою повернення їх у виробництво Також цей спосіб забезпечує зниження класу пожежо (О ю (О 61561 та вибухонебезпечності ВІДХОДІВ, ЩО знижує ризик виникнення аварійних ситуацій під час їх переробки, регульоване безпечне ведення процесу взаємодії металевого ЛІТІЮ З ВОДНИМ розчином, мінімум стадій переробки металевого ЛІТІЮ у товарні продукти високої ЯКОСТІ Суть винаходу полягає в знешкодженні ВІДХОДІВ металевого ЛІТІЮ при кімнатній температурі обробкою його розчином гідроксиду ЛІТІЮ, що має концентрацію 30-80г/дм 3 Приклади конкретного виконання способу Для вивчення впливу концентрації гідроксиду ЛІТІЮ на швидкість процесу взаємодії металевого ЛІТІЮ з водною компонентою розчину гідроксиду ЛІТІЮ виконано такі експерименти В ХІМІЧНІ стакани ємністю 1дм 3 наливали 0,5дм 3 води (перший дослід), а далі по 0,5дм 3 розчину гідроксиду ЛІТІЮ з концентраціями LiOH 20, ЗО, 40, 50, 60, 70, 80, 90г/дм 3 В кожен стакан додавали 2г металевого ЛІТІЮ Час повного розчинення ЛІТІЄВОГО зразка в рідині фіксували секундоміром Результати експериментів подані в таблиці та фиг 1 графічних матеріалів заявки На фіг 1 показана залежність швидкості процесу від концентрації розчину гідроксиду ЛІТІЮ Таблиця Вплив концентрації LiOH на процес взаємодії металевого Li з водою № досліду 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Концентрація LiOH T/flMd моль/дм 0 0 20 0,83 ЗО 1,25 40 1,67 50 2,08 60 2,50 70 2,92 80 3,33 90 3,75 Час взаємодії Li з водою і, сек 17 20 55 67 85 120 205 310 770 Зниження швидкості взаємодії, разів 1 1,2 3,2 3,95 4,98 7,0 12,0 18,4 45 реалізації способу на виробництві Таким чином, оптимальними концентраціями гідроксиду ЛІТІЮ для процесу знешкодження металевого ЛІТІЮ є 30-80г/дм 3 Концентровані відфільтровані розчини гідроксиду ЛІТІЮ, одержані при знешкодженні ВІДХОДІВ металевого ЛІТІЮ, подаються на подальшу переробку з метою одержання карбонату, фториду, хлори В інтервалі концентрацій LiOH Сй-20г/дм швидкість взаємодії металевого ЛІТІЮ З розчином LiOH практично не змінюється Значне зниження швидкості процесу спостерігається в інтервалі концентрацій LiOH 30Г/ДМ 3 -80Г/ДМ 3 відповідну 3,2-18,0 разів При концентрації LiOH 90г/дм 3 швидкість процесу знижується в 45 разів Таке повільне проходження процесу знешкодження металевого ЛІТІЮ в розчині LiOH практично незручне для використання при ду, сульфату ЛІТІЮ ФІі Комп'ютерна верстка Л Литвиненко Швидкість взаємодії Li з водою, сек ' 10 5,88 5,0 1,81 1,49 1,18 0,83 0,49 0,32 0,13 і Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119