Hydrometallurgical extraction of Al and Si from kaolinitic clays

Herein is presented the results of a study on the hydrometallurgic extractionand recovery of aluminum and silicon by leaching of kaolinitic clays with HF. Thestudied extraction parameters were: temperature, reaction time, solid/liquid ratio,concentration, and precipitating agent mass. In the leaching process, mineraldissolutions near 100% were obtained when working at 348 K, solid/liquid ratio2% w/v, HF 12% v/v, for 120 minutes. The HF leach liquor generated from thedissolution of kaolinitic clays contains H2SiF6 and H3AlF6. Studies were conductedto recover the two valuable fluorides as K2SiF6 and Na3AlF6 by precipitation withalkaline salts from the leach liquor. Phases of precipitated fluorides were identifiedby XRD and surface morphology by SEM. The purity of the K2SiF6 precipitate was98.8%, whereas for Na3AlF6, it was 89.3%. Also, both synthesized solids are ofhigh commercial value due to their industrial applications.Fil: Pinna, Eliana Guadalupe. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; ArgentinaFil: Suarez, Daniela Silvana. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; ArgentinaFil: Rosales, Gustavo Daniel. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; ArgentinaFil: Rodriguez, Mario Humberto. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentin

A novel recycling route for spent li-ion batteries

In this work, a recycling route for spent Li-ion batteries (LIBs) was developed. For this, the recovery of the metal content in both electrodes (anode and cathode) was investigated. Based on these results, an economic analysis of this recycling process was carried out. The obtained results showed that more than 90% of the material contained in both electrodes was recycled. The dissolution with acetic acid of the metals present in the active cathodic material is thermodynamically viable and the addition of a reducing agent such as hydrogen peroxide improved the spontaneity of the reaction. Dissolutions close to 100% for Li and Co were obtained. In addition, it was determined that the synthesis of lithium and cobalt valuable compounds was viable from the leach liquor, recovering approximately 90% of Co as cobalt oxalate, and 92% of Li as lithium carbonate. Furthermore, carbon graphite and Cu were fully recovered (100%) from the anodes. Finally, the results of the economic analysis showed that the recovered products have a high commercial value and industrial interest, providing an environmentally and economically viable process.Fil: Pinna, Eliana Guadalupe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas. - Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas; ArgentinaFil: Toro, Norman. Universidad Arturo Prat; ChileFil: Gallegos, Sandra. Universidad Arturo Prat; ChileFil: Rodriguez, Mario Humberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas. - Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas; Argentin

Lixiviación ácida de licoo2 proveniente de libs: estudio termodinámico y del efecto de un agente reductor

This work shows the results of a comparative hydrometallurgical study of LiCoO2 leaching, obtained from the cathodesof spent lithium-ion batteries (LIBs), with HF and HF/H2O2. The operational parameters researched were H2O2 and HFconcentrations, solid-liquid ratio, stirring speed, temperature and reaction time. The experimental results indicated that the bestworking conditions, with dissolution values close to 100%, were 348 K, 330 rpm, 30 min, 8 g/L, HF 0.6 M and H2O2 0.7 M.Thermodynamic study of the dissociation of HF in aqueous solution and EH-pH diagrams for Li-H2O, Co-H2O and Li-Co-F-H2Osystems were performed. The results showed the feasibility of extracting and recovering metals contained in the sample.Keywords: LiCoO2, LIBs, reducing agent, thermodynamicFil: Pinna, Eliana Guadalupe. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Investigaciones en Tecnología Química. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Investigaciones en Tecnología Química; ArgentinaFil: Martínez, A.A.. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Tunez, Fernando Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Investigaciones en Tecnología Química. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Investigaciones en Tecnología Química; ArgentinaFil: Drajlin Gordón, Diego Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Investigaciones en Tecnología Química. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Investigaciones en Tecnología Química; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Rodriguez, M.H.. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Extraction of titanium from low-grade ore with different leaching agents in autoclave

The progressive depletion of primary sources to obtain metals has led to the search for alternative sources for their recovery. In the particular case of titanium, titaniferous sands are a viable option for obtaining this metal. This paper presents the results of the dissolution of titanium from titaniferous sands of Buenos Aires province (Argentina) in a laboratory autoclave (450 mL of capacity). The operating parameters studied were as follows: different acids (HF, H2SO4 and mixtures of these acids); leaching agent concentration, 5–20% v/v; temperature, 75–150 ◦C; time, 30–180 min; solid–liquid ratio, 0.9–3.6% w/v; stirring speed, 110–550 rpm. The obtained results indicate that the increase in the leaching agent(s) concentration, temperature and time of contact with the acid mixtures have a marked effect on the dissolution reaction of titanium. Optimal conditions to achieve 89% extraction of titanium were obtained by leaching at 123 ◦C, 330 rpm, 80 min and 1.8% w/v with a mixture of 15% HF (v/v) and 10% H2SO4 (v/v).Fil: Rodriguez, Mario Humberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas. - Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas; ArgentinaFil: Rosales, Gustavo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas. - Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas; ArgentinaFil: Pinna, Eliana Guadalupe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas. - Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas; ArgentinaFil: Tunez, Fernando Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Investigaciones en Tecnología Química. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Investigaciones en Tecnología Química; ArgentinaFil: Toro, Norman. Universida Arturo Prat; Chile. Universidad Católica del Norte; Chile. Universidad Politécnica de Cartagena; Españ

Estudio cinético-químico de la lixiviación ácida de Li, Co y Al, contenidos en los cátodos de baterías ion-litio agotadas

El importante crecimiento tecnológico generado en los últimos años, sumado a la corta vida media de la mayoría de los dispositivos electrónicos ha producido y produce una importante acumulación de este tipo de residuos, los cuales son en su mayoría considerados peligrosos, convirtiéndose en una problemática medioambiental.En este contexto resulta de suma importancia y de gran interés desarrollar nuevas metodologías para el reciclado y/o reutilización de los metales presentes en los diversos dispositivos electrónicos.La principal fuente de energía empleada actualmente en los dispositivos electrónicos son las baterías del tipo ion-litio. Estas contienen una gran cantidad de metales potencialmente tóxicos, pero que a su vez son de gran interés industrial, por lo cual en este Trabajo de Tesis se realizó el estudio de un proceso alternativo de recuperación de Li, Co y Al desde los cátodos de las baterías ion-litio. El estudio consta primero de la obtención y caracterización de la muestra proveniente de los cátodos de las baterías ion-litio agotadas. Luego, se realizaron los ensayos experimentales de lixiviación de la muestra para determinar la reactividad del sólido y la influencia que ejercen las variables operativas sobre la extracción de los metales. Se llevó a cabo el tratamiento termodinámico y cinético del sistema LiCoO2-ácido y por último se estudió la recuperación de los metales desde las soluciones del lixiviado.El proceso extractivo desarrollado resultó ser sumamente efectivo, alcanzándose recuperaciones de Li como Li3PO4 del 95% y de Co como CoC2O4 del 99% ambos productos poseen gran aplicación industrial. Además, el aluminio se recupera completamente como aluminio metálico en la etapa de preparación de la muestra, lo cual es una ventaja económica. Por último, esta metodología opera a baja temperatura, corto tiempo de reacción y mínima cantidad de agente lixiviante, por lo tanto este proceso es una vía prometedora para el reciclado y recuperación de los metales presentes en residuos electrónicos.Fil: Pinna, Eliana Guadalupe. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentin

Kinetic modeling of the leaching of LiCoO2 with phosphoric acid

In this article, we analyze the leaching kinetics with phosphoric acid of LiCoO2 samples from spent Li-ion batteries and commercial LiCoO2. The purpose was to study the mechanism by which the extraction reaction of cobalt and lithium is produced from the solid samples. The experimental results showed that raising the temperature and the reaction time contributed to improving both the extraction of Li and Co from the structure. The leaching rate of the metals from both samples in the phosphoric acid solution could be expressed as: ln (1 − X) = −b1 [ln (1 + b2t) − 1+b2bt2t]. The morphology of the solid revealed that the dissolution reaction of the samples develops from preferential growth of active sites, points susceptible to chemical interaction, occurring in one direction, giving rise to the start and progress of the reaction. The generation of these sites in the LCO-H3PO4 reaction system is of the "sequential type". The apparent activation energy values for the leaching of Co and Li would indicate that the surface chemical reaction is the rate-controlling step during this dissolution process.Fil: Pinna, Eliana Guadalupe. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas. - Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas; ArgentinaFil: Drajlin Gordón, Diego Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas. - Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas; ArgentinaFil: Toro, Norman. Universidad Católica del Norte; Chile. Universidad Politécnica de Cartagena; España. Universidad Arturo Prat; ChileFil: Rodriguez, Mario Humberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas. - Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas; Argentin

Cathodes of spent Li-ion batteries: Dissolution with phosphoric acid and recovery of lithium and cobalt from leach liquors

This paper presents the study of an innovative process: the reductive dissolution of mixed lithium cobalt oxide contained in the cathodes of spent Li-ion batteries with phosphoric acid. The studied parameters were: reaction time, temperature, stirring speed, solid-liquid ratio and concentrations of the leaching agent (H3PO4) and the reducing agent (H2O2). Reactants and products were characterized by atomic absorption spectroscopy (AAS), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). The results showed that the reducing dissolution process with phosphoric acid is an efficient way for the extraction of lithium and cobalt, achieving dissolution values close to 100%. In addition, a recovery of 88% of Li + as Li3PO4 and 99% of Co+ 2 as CoC2O4, with purities of 98.3% and 97.8% was found respectively.Fil: Pinna, Eliana Guadalupe. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Ruiz, María Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Investigaciones en Tecnología Química. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Investigaciones en Tecnología Química; ArgentinaFil: Ojeda, Manuel Wilfrido. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Investigaciones en Tecnología Química. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Investigaciones en Tecnología Química; ArgentinaFil: Rodriguez, Mario Humberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Synthesis of lithium fluoride from spent lithium ion batteries

Lithium (Li) is considered a strategic element whose use has significantly expanded. Its current high demand is due to its use in lithium ion batteries for portable electronic devices, whose manufacture and market are extensively growing every day. These days there is a great concern about the final disposal of these batteries. Therefore, the possibility of developing new methodologies to recycle their components is of great importance, both commercially and environmentally. This paper presents results regarding important operational variables for the dissolution of the lithium and cobalt mixed-oxide (LiCoO2) cathodes from spent lithium ion batteries (LIBs) with hydrofluoric acid. The recovery and synthesis of Co and Li compounds were also investigated. The dissolution parameters studied were: temperature, reaction time, solid-liquid ratio, stirring speed, and concentration of HF. The investigated recovery parameters included: pH, temperature, and time with and without stirring. The final precipitation of lithium fluoride was also examined. The results indicate that an increase in the HF concentration, temperature, and reaction time favors the leaching reaction of the LiCoO2. Dissolutions were close to 60%, at 75ºC and 120 min with a HF concentration of 25% (v/v). The recovery of Co and Li were 98% and 80%, respectively, with purities higher than 94%. Co and Li compounds, such as Co3O4 and LiF, were synthesized. Furthermore, it was possible to almost completely eliminate the F- ions as CaF2.Fil: Suarez, Daniela Silvana. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Pinna, Eliana Guadalupe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Rosales, Gustavo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Rodriguez, Mario Humberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Extraction of niobium and tantalum from ferrocolumbite by hydrofluoric acid pressure leaching

Abstract Pressure acid leaching was used to extract niobium and tantalum from a ferrocolumbite ore. The leaching was carried out in a pressure reactor using hydrofluoric acid as leachant. Various parameters, such as temperature, reaction time, HF concentration, stirring speed, particle size and solid-to-liquid ratio in the leaching process, were optimized. The reactants and products were characterized by X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD) and specific surface area (BET). Experimental results showed that the maximum extraction of Nb and Ta, 90 and 80% respectively, it was achieved at an HF concentration of 9% v/v, reaction temperature of 220°C, particle size of - 45 μm, solid-to-liquid ratio of 1.82% w/v and reaction time of 80 min. Crystalline structures, different from those originally present in the ore, were not detected by XRD analysis of the leaching residues.Fil: Rodriguez, Mario Humberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Rosales, Gustavo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Pinna, Eliana Guadalupe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Suarez, Daniela Silvana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Effect of Na+ ion on the dissolution of ferrocolumbite in autoclave

The effect of different leaching media on the dissolution of ferrocolumbite from the province of San Luis, Argentina, in an autoclave was investigated. The leaching agents used were aqueous solutions of HF-NaF or HF-Na2C2O4. The researched parameters were temperature and different types and concentrations of the leaching media. The obtained results show that the values of Nb and Ta extractions from ferrocolumbite with diluted HF are substantially modified when NaF or Na2C2O4 are added to the leaching medium, and separation of Ta from the other components present in the sample is successfully accomplished while working under certain conditions of temperature and reagent concentrations.Fil: Rodriguez, Mario Humberto. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; ArgentinaFil: Rosales, Gustavo Daniel. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; ArgentinaFil: Pinna, Eliana Guadalupe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Suarez, Daniela Silvana. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentin