В «Росатоме» разработана пригодная для промышленного внедрения технология переработки отработанных литий-ионных аккумуляторов
Рециклинг элементов литий-ионных аккумуляторов — актуальная задача современности, решение которой позволит уменьшить воздействие на окружающую среду.
В АО «Гиредмет» (входит в Химико-технологический кластер Научного дивизиона «Росатома») разработана технология переработки отработанных литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) с получением на первом этапе концентрата лития, кобальта, никеля и марганца, который еще называют «черной массой», далее — солей ценных элементов в результате утилизации «черной массы». Продукты рециклинга в виде соединений ценных элементов могут затем повторно использоваться в промышленности, в том числе при изготовлении новых ЛИА. Работы выполняются в рамках реализации Единого отраслевого тематического плана (ЕОТП) госкорпорации «Росатом».
По словам научного руководителя лаборатории материалов электрохимических накопителей энергии АО «Гиредмет» Юлии Соколовой, в ходе исследований была решена ключевая задача — обеспечено количественное извлечение ценных составляющих с получением востребованных соединений лития, кобальта и никеля необходимого состава, качества и чистоты, что принципиально важно для промышленного внедрения технологии.
«В сжатые сроки – менее, чем за 2 года мы создали лабораторную установку производительностью 30 кг «черной массы» в сутки. Успешный результат нашей НИОКР подтверждают протоколы испытаний образцов солей лития, никеля, кобальта батарейного качества и концентрата марганца, полученных на установке. Несомненное преимущество технологии в том, что она может быть адаптирована для переработки «черной массы» с широким интервалом концентраций элементов, а также пригодна для масштабирования», – подчеркнула Юлия Соколова.
Эксперты отмечают, что сейчас переработка отработанных ЛИА в России осуществляется лишь в незначительных количествах частными компаниями, комплексная же утилизация «черной массы» в нашей стране пока не реализована. Начальник лаборатории технологии получения веществ особой чистоты АО «Гиредмет» Ольга Юрасова уверена, что отечественная технология позволит нам идти в общемировом тренде, поскольку получаемые на установке продукты разделения отвечают самым высоким требованиям.
«Разработана экстракционная технология разделения смеси марганца, никеля и кобальта, которая прошла испытания на лабораторной экстракционной установке. Для реализации процессов получения сульфата никеля и сульфата кобальта использовано три экстракционных каскада. Помимо солей цветных металлов получен концентрат марганца с содержанием Mn не менее 80%», – уточнила Ольга Юрасова.
Взрывной рост использования литий-ионных аккумуляторов в последние годы в ближайшие 5 – 10 лет приведет к огромному количеству отходов этого типа аккумуляторов (относятся ко 2 классу опасности), что требует разработки технологий и создания производственных площадок для их переработки. Ученые АО «Гиредмет» считают, что при промышленном внедрении разработанной технологии станет возможным создание замкнутого цикла производства и переработки ЛИА. Это в свою очередь позволит сократить добычу и переработку сырья этих металлов и объемы вредных отходов, а значит существенно снизить антропогенную нагрузку на окружающую среду.
Для справки:
Научный дивизион госкорпорации «Росатом» проводит новаторские фундаментальные и прикладные исследования для разработки ядерных и неядерных технологий (в том числе в сфере замыкания ядерного топливного цикла, термоядерного синтеза, ядерной медицины); создаёт наукоёмкие технологии как для нее, так и для других отраслей промышленности. Включает в свой состав 13 научно-исследовательских институтов и коммерческих компаний: АО «Научно-исследовательский институт научно-производственного объединения «ЛУЧ» (АО «НИИ НПО «ЛУЧ»), АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского» (АО «ГНЦ РФ – ФЭИ»), АО «Гиредмет», АО «Радиевый институт им. В. Г. Хлопина» и другие.Они располагают развитой исследовательской инфраструктурой, а также собственным опытным производством, способным полностью воплотить научный замысел: от фундаментальных исследований до конструкторских разработок и опытных образцов. Большинство научных исследований и разработок дивизиона выполняются в рамках Единого отраслевого тематического плана. В сфере ответственности дивизиона – проведение испытаний, создание высокотехнологичного медицинского оборудования, новых конструкционных материалов. Реализуются проекты по коммерциализации перспективных наукоёмких технологий.
Перед российской промышленностью стоит цель в кратчайшие сроки обеспечить технологический суверенитет и переход на новейшие технологии. Государство и крупные отечественные компании направляют ресурсы на ускоренное развитие отечественной исследовательской, инфраструктурной, научно-технологической базы. Внедрение инноваций и нового высокотехнологичного оборудования позволяет «Росатому» и его предприятиям занимать новые ниши на рынке, повышая конкурентоспособность атомной отрасли и всей российской промышленности в целом.
