Recycling von Seltene Erden aus Nickel-Metallhydrid-Akkumulatoren unter besonderer Berücksichtigung von Säurerückgewinnung

Summary

It is possible to extract rare earth compounds out of used nickel-metal-hydride batteries by a hydrometallurgical treatment. During this process a high amount of spent acid which still contains various valuable metals is produced. produced. To remove metals from an aqueous solution many different ways such as electrolysis, precipitation, crystallisation, hydrogen reduction or solvent-extraction are applicable. The regeneration of spent acid makes also sense in order to use it again for the leaching of spent batteries. At industrial scale almost all hydrometallurgical processes are used for the extraction of nickel and cobalt out of aqueous solutions. Experiments for the selective cathodic deposition of nickel and cobalt did not achieve satisfactory results, because the solid showed a layered structure with included impurities. At the precipitation of nickel and cobalt in form of sulphides only a small portion of the theoretical performance was achieved, which was existent in form of a fine precipitate and contained a large amount of impurities. Further experiments for the selective separation of valuable metals from the residual solution by solvent extraction are the next step in the development of a closed recycling concept.

Zusammenfassung

Aus Nickelmetallhydrid-Akkumulatoren können Verbindungen, welche Seltene Erden enthalten, auf hydrometallurgischem Wege gewonnen werden. Dabei entsteht eine große Menge an Restlösung, welche noch eine Vielzahl an Wertmetallen enthält. Die Metallgewinnung aus wässrigen Lösungen kann mit unterschiedlichsten Methoden erfolgen, wie beispielsweise Elektrolyse, Fällung, Kristallisation, Wasserstoffreduktion oder Solvent-Extraktion. Ebenfalls sinnvoll ist es, die dabei entstehende Säure zu regenerieren und wieder für die Laugung von Alt-Akkumulatoren zu nutzen. Großtechnisch wird für die Nickel- und Cobaltgewinnung aus wässrigen Lösungen eine Kombination aus fast allen hydrometallurgischen Verfahren verwendet. Bei Versuchen zur selektiven, kathodischen Abscheidung von Nickel bzw. Cobalt konnten keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt werden, da der gewonnene Feststoff eine schichtartige Struktur aufwies und Verunreinigungen miteingeschlossen wurden. Bei der Fällung von Nickel und Cobalt in Form von Sulfiden ließ sich nur ein sehr geringer Teil des theoretischen Ausbringens erreichen, welcher zudem in Form eines feinen Niederschlags vorlag, welcher nach Filtration und Trocknung eine große Menge an Verunreinigungen enthielt. Weitere Versuche zur selektiven Trennung der Wertmetalle aus der Restlösung mittels Solvent-Extraktion sind der nächste Schritt zur Entwicklung eines Recyclingkonzeptes mit einem geschlossenen Lösungsmittelkreislauf.