Extraction of Rare Earth Metals from NiMH Battery Scrap via Selective Sulfation Roasting

Jayasree Biswas*, Esther Esekheigbe, Jere Partinen, Mari Lundström, Ari Jokilaakso

*Tämän työn vastaava kirjoittaja

Tutkimustuotos: LehtiartikkeliArticleScientificvertaisarvioitu

4 Sitaatiot (Scopus)

Abstrakti

Controlled recycling of battery scrap to recover valuable metals has become essential nowadays not only to fulfill the demand for critical raw materials but also to mitigate the environmental impacts due to the possible release of toxic chemicals and heavy metals from this waste fraction. In the current research, selective sulfation roasting combined with a water leaching route is investigated for the extraction of rare earth metals (REMs) from waste NiMH batteries. The effect of the sulfation roasting kinetic parameters—partial pressure of SO2 (pSO2), and O2 (pO2), and temperature (T), time (t)—on REMs leaching efficiency was examined. The study demonstrated that it is possible to selectively extract REMs from spent NiMH batteries (< 125 µm) by this route. The results showed that, with an increase in temperature and pSO2, the REM leaching efficiency increased linearly. Optimized sulfation roasting conditions are suggested to be 3% SO2–3% O2–Ar at 850 °C for 60 min, resulting in a leaching yield into water of 65% La, 58% Ce, 59% Pr, and 58% Nd along with a very low contamination of Ni (0.4%). These results suggest excellent separation of REMs from the other metallic elements of NiMH scrap. Graphical Abstract: (Figure presented.)

AlkuperäiskieliEnglanti
Sivut1354-1368
Sivumäärä15
JulkaisuJournal of Sustainable Metallurgy
Vuosikerta10
Numero3
Varhainen verkossa julkaisun päivämäärä13 kesäk. 2024
DOI - pysyväislinkit
TilaJulkaistu - syysk. 2024
OKM-julkaisutyyppiA1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Rahoitus

We are grateful to Akkuser Oy (Finland) for providing the battery scrap. We also acknowledge Business Finland for providing financial support for this project (BATCIRCLE 2.0, grant 43830/31/2020). This study utilized the Academy of Finland’s RawMatTERS Finland Infrastructure (RAMI), based jointly at Aalto University, GTK Espoo, and VTT Espoo. The authors would like to thank Dr. Antti Porvali (VTT, Finland) for valuable suggestions for this work.

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Extraction of Rare Earth Metals from NiMH Battery Scrap via Selective Sulfation Roasting'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.
  • BATCircle2: Finland-based circular ecosystem of battery metals

    Lundström, M. (Vastuullinen johtaja), Klemettinen, L. (Projektin jäsen), Xiao, Y. (Projektin jäsen), Le, T. (Projektin jäsen), Kansanaho, M. (Projektin jäsen), Sibarani, D. (Projektin jäsen), Partinen, J. (Projektin jäsen), Tran, H. (Projektin jäsen), Alajoki, J. (Projektin jäsen), Lappalainen, H. (Projektin jäsen), Liljanko, H. (Projektin jäsen), Nikolov, S. (Projektin jäsen), Wilson, B. (Projektin jäsen), Wang, Z. (Projektin jäsen), Terho, T. (Projektin jäsen), Sahlman, M. (Projektin jäsen), Le, T. (Projektin jäsen), Zou, Y. (Projektin jäsen), Palomäki, H. (Projektin jäsen), Porkola, T.-M. (Projektin jäsen), Karppinen, A. (Projektin jäsen), Revitzer, H. (Projektin jäsen), Halli, P. (Projektin jäsen), Kupi, A. (Projektin jäsen), Vänskä, J. (Projektin jäsen), Chernyaev, A. (Projektin jäsen), Mylly, M. (Projektin jäsen), Rinne, M. (Projektin jäsen), Esmaeilzadeh Dilmaghani, S. (Projektin jäsen), Kong, X. (Projektin jäsen), Saeed, M. (Projektin jäsen), Serna Guerrero, R. (Projektin jäsen), Biswas, J. (Projektin jäsen), Pakseresht, S. (Projektin jäsen), Seisko, S. (Projektin jäsen), Esekheigbe, E. (Projektin jäsen), Wan, X. (Projektin jäsen), Al-Ogaili, A. (Projektin jäsen), Repo, V. (Projektin jäsen), Jaakonaho, E. (Projektin jäsen), Rinne, T. (Projektin jäsen), Leveinen, J. (Projektin jäsen), Tas, G. (Projektin jäsen), Klemettinen, A. (Projektin jäsen), Jokilaakso, A. (Projektin jäsen), Mkurazhizha, H. (Projektin jäsen), Schreiner, S. (Projektin jäsen), Klemelä, E. (Projektin jäsen), Niemelä, T. (Projektin jäsen), Huaman, L. (Projektin jäsen), Vierunketo, M. (Projektin jäsen), Araya Gómez, N. (Projektin jäsen), Bogdanova, A. (Projektin jäsen), Chen, M. (Projektin jäsen), Rostami, A. (Projektin jäsen), Hentman, J. (Projektin jäsen), Garnier, C. (Projektin jäsen), Sukhomlinov, D. (Projektin jäsen), Kallio, T. (Projektin jäsen), Whittle, L. (Projektin jäsen), Nurmi, S. (Projektin jäsen) & Kobets, A. (Projektin jäsen)

    01/05/202130/04/2024

    Projekti: BF Co-Innovation

Siteeraa tätä