Kierrätysgrafiitin puhdistus ja regenerointi

Abstract

Grafiitin tarve on sähköistyvässä maailmassamme suuressa kasvussa ja tämän kasvun ennustetaan jatkuvan tulevina vuosina. Koska käytettyjä litiumioniakkuja kertyy vuodessa suuria määriä ja luonnongrafiitti luokitellaan nykyään kriittiseksi raaka-aineeksi, tarve grafiitin kierrätykselle on myös kasvanut. Litiumioniakkuja ei ole kierrätetty paljon ja kierrätyksessä on keskitytty arvokkaiden metallien keräykseen. Lisäksi kierrätetty anodigrafiitti sisältää useita epäpuhtauksia, sekä rakennevaurioita. Näiden syiden takia on alettu tekemään enemmän tutkimusta grafiitin kierrätyksestä, puhdistuksesta ja regeneroinnista.

Perinteisiä puhdistus- ja regenerointimenetelmiä grafiitille on hydro- ja pyrometallurgiset käsittelymenetelmät. Hydrometallurgiassa grafiittia puhdistetaan liuottamalla epäpuhtauksia nesteessä, kuten hapossa ja pyrometallurgiassa grafiittia puhdistetaan ja regeneroidaan lämmittämällä korkeissa lämpötiloissa. On myös tutkittu näiden menetel-mien yhdistämistä, sekä mm. katalyytin ja pinnoituksen käyttöä menetelmissä, tai sintrausta NaOH-jauheessa. Lisäksi on tutkittu tinalisäystä, jossa tinakloridi pelkistyy iskulämmityksen takia ja sula tina hakeutuu grafiitin rakennevaurioihin.

Erilaisilla menetelmillä on saatu grafiittia, jonka puhtausaste on riittävä akkuihin, sekä grafiitin rakennevaurioita on saatu korjattua. Joissain tapauksissa puhdistetun ja regeneroidun grafiitin sähkökemialliset ominaisuudet ovat olleet myös verrattavissa kaupalliseen grafiittiin.