열분해 폐배터리 리튬 선택적 침출

선택적 리튬 사전 침출은 폐리튬이온배터리 블랙 매스(black mass)를 완전히 용해하기 전에 접근 가능한 리튬을 분리하고, 다른 원소의 공동 용해를 제한하는 효과적인 방법입니다. 그러나 산업적으로 열분해된 다양한 조성의 블랙 매스에 대한 일관된 운영 프레임워크 내 비교 연구는 부족했습니다. 본 연구는 이러한 격차를 해소하기 위해 세 가지 산업용 블랙 매스를 대상으로 물, 묽은 유기산 및 무기산(0.1–0.5 mol·L−1, 25–80 °C)을 사용하여 체계적으로 조사했습니다. 외부 환원제는 사용하지 않았으며, 물 침출 실험을 통해 쉽게 용해되는 리튬 분율을 정량화했습니다. 120분 후 리튬 추출율은 블랙 매스의 원료와 침출 조건에 따라 크게 달라졌습니다. 물 침출 시 BM1에서 12–16%, BM2에서 24–28%, BM3에서 36–47%의 리튬이 추출되었습니다. 가장 유리한 물 침출 조건에서 전이 금속 용해는 미미하여, 대부분의 산성 시스템보다 훨씬 높은 선택성을 보였습니다. 묽은 산은 일부 실험에서 리튬 추출율을 최대 98%까지 높였지만, 이는 일반적으로 코발트, 니켈, 망간, 구리, 알루미늄의 용해 증가를 동반했습니다. 연구 결과는 리튬 접근성이 총 리튬 함량보다 공급원료의 상 조성 및 재료 이력에 더 크게 좌우됨을 보여줍니다. 따라서 선택적 사전 침출은 공급원료에 의존적인 전처리 단계로 간주되어야 하며, 작동 조건은 리튬 제거와 전이 금속이 풍부한 고체 분획 보존 사이의 균형을 맞춰야 합니다.