Estudio comparativo de la lixiviación de LiCoO2 usando HCl con y sin agente reductor

Abstract

La disolución del óxido mixto de litio y cobalto (LiCoO2), proveniente de las baterías ion litio agotadas (LIBs), con ácidos orgánicos e inorgánicos ha sido ampliamente estudiada. Entre dichos ácidos, el que mostró mejores resultados fue el HCl, usado en concentraciones mayores a 4M, produciendo disoluciones del óxido del 92%; sin embargo, una desventaja del HCl es su elevado costo frente a otros ácidos. Teniendo en cuenta lo antes mencionado y que la lixiviación del LiCoO2 con la mezcla HCl-H2O2 no ha sido investigada, en este trabajo nos propusimos estudiar comparativamente el efecto sobre las variables operativas, temperatura, tiempo de reacción, concentración de agente lixiviante (HCl) y reductor (H2O2), sobre la velocidad de disolución del LiCoO2 para los sistemas HCl y HCl- H2O2, con la finalidad de determinar los parámetros óptimos que permitan la máxima disolución en mínimo tiempo a bajas temperatura y concentración de agentes químicos. Ello permitirá tener un proceso alternativo a los existentes con ventajas económicas y ambientales. Los resultados obtenidos muestran que un aumento en la temperatura, el tiempo de reacción, y la concentración de lixiviante y/o reductor incrementan la disolución del LiCoO2 en ambos sistemas estudiados. La máxima disolución del LiCoO2, del 91%, se obtuvo trabajando a 75°C; durante 60 minutos y con una concentración de HCl 15% v/v. Además, se obtuvieron lixiviaciones del 93% trabajando a 75°C por 30 minutos para un medio lixiviante compuesto por HCl-H2O2 1% y 5% v/v, respectivamente. El último resultado permite disminuir el consumo de HCl y, con ello, el costo del proceso, en vista a una futura aplicación industrial.