| نام مرکز
|
:
|
کتابخانه مرکزی دانشگاه کردستان
|
| نوع مدرک
|
:
|
پایان نامه فارسی
|
| زبان مدرک
|
:
|
فارسی
|
| شماره رکورد
|
:
|
215674
|
| شماره مدرک
|
:
|
۳۸۹۰پ
|
| شماره راهنما
|
:
|
EDII۳۹۰۸ ۱۳۹۸ کتابخانه مرکزی
|
| سرشناسه
|
:
|
اسمعیلی، مهدی
|
| عنوان
|
:
|
بهینه‌سازی فرآیند سونوبیولیچینگ به منظور استخراج فلزات با ارزش از باتری‌های فرسوده لیتیومی [پایان نامه]
|
| نویسنده
|
:
|
/ مهدی اسمعیلی
|
| استاد راهنما
|
:
|
رضا بیگ زاده، امید رستگار
|
| محل تحصیل
|
:
|
: دانشگاه کردستان، دانشکده مهندسی
|
| سال تحصیل
|
:
|
، ۱۳۹۸
|
| صفحه شمار
|
:
|
و، ۸۶ص: مصور (بخشی رنگی)، جدول+ لوح فشرده
|
| مقطع تحصیلی
|
:
|
کارشناسی ارشد
|
| رشته تحصیلی
|
:
|
مهندسی شيمی
|
| دانشگاه
|
:
|
کردستان
|
| گروه تحصیلی
|
:
|
مهندسي شیمی
|
| گرایش تحصیلی
|
:
|
طراحی فرايند
|
| دانشکده
|
:
|
دانشگاه کردستان، دانشکده مهندسی
|
| نمره دانشجو
|
:
|
عالی
|
| يادداشت
|
:
|
چکیده فارسی - انگلیسی
|
| چکيده
|
:
|
باتری‌های فرسوده لیتیوم-یونی به علت وجود فلزات سمی مانند لیتیوم، نیکل و کبالت از لحاظ زیست‌محیطی خطرناک هستند. جهت انحلال این فلزات، از عصاره‌ی لیمو که خود محصولی بیولوژیک است و متشکل از اسیدهای آلی مختلفی همچون اسید سیتریک، آسکوربیک اسید و مالیک اسید می‌باشد به عنوان یک عامل نوین بیولیچینگ مورد استفاده قرار گرفت. برای بازیابی بیشتر فلزات و بالا بردن سینتیک واکنش از امواج فراصوت به عنوان عامل کمکی استفاده شد. از روش سطح پاسخ برای بهینه‌سازی فاکتورهای نسبت جامد به مایع ، هیدروژن پراکسید و عصاره‌ی لیمو استفاده شد. نقطه‌ی بهینه تحت شرایط (w/v)% 98/0 نسبت جامد به مایع، (v/v)% 07/8 هیدروژن پراکسید و (v/v)% 84/57 عصاره‌ی لیمو تعیین شد که میزان بازیابی هر سه فلز لیتیوم، کبالت و نیکل در این شرایط %100 به دست آمد. برای بررسی سینتیک فرآیند از مدل هسته کوچک شونده استفاده شد و مرحله‌ی انجام واکنش شیمیایی بر روی سطح به عنوان مرحله‌ی کنترل‌کننده سرعت تعیین شد. سرعت درجه واکنش برای هر سه فلز مورد مطالعه از نوع درجه اول تعیین شد. همچنین مطالعات ترمودینامیکی این فرآیند مورد بررسی قرار گرفت و میزان آنتالپی برای لیتیوم و کبالت به ترتیب kJ.mol-1 6/52 و kJ.mol-1 8/61 به دست آمد که نشان می‌دهد فرآیند گرماگیر است. مقادیر انرژی آزاد گیبس در تمامی دماهای مورد مطالعه دارای مقادیری با علامت منفی بودند که نشان می¬دهد فرآیند خود به خودی است. برای جداسازی و خالص‌سازی فلزات انحلال یافته در محلول، از روش ترسیب استفاده شد که با این روش %96 از کبالت انحلال یافته به صورت کبالت کربنات (CoCO3)، %98 از منگنز به صورت منگنز کربنات (MnCO3) و %96 از نیکل به صورت نیکل کربنات (NiCO3) رسوب کردند و در نهایت محلولی با %80 خلوص از فلز لیتیوم نسبت به حالت قبل از عملیات ترسیب به دست آمد.
|
|
|
:
|
The spent lithium-ion batteries which have toxic metals like lithium, nickel and cobalt can pollute the environment. Lemon juice which contains citric, ascorbic and malic acids was used as a biological compound for this purpose. Ultrasound waves which can accelerate the leaching reaction have also been used to elevate the efficiency of the leaching. Response surface method was used to optimise the solid to liquid ratio, amount of hydrogen peroxide and lemon juice. The optimum conditions were found to be 0.98 % (w/v) S/L ratio, 57.8 % (v/v) lemon juice and 8.07 % (v/v) H2O2 in the leaching liquor, achieving 100 % recovery for Li, Co and Ni. For kinetic study, modified shrinking core model has been used and chemical reaction was found to be the rate controlling step. Also, the reactions for all of these three metals were the first order reaction. Thermodynamic investigation was also carried out to measure the enthalpy which were 52.6 kJ.mol-1 and 61.8 kJ.mol-1 for lithium and cobalt, respectively. Positive enthalpy values show that the reaction is endothermic. Gibbs free energies at all investigated temperatures were negative which means the reactions were spontaneous. To extract the dissolved metals from the solution, precipitation method was used. 96% of dissolved cobalt, 98% of dissolved manganese and 96% of nickel were precipitated as cobalt carbonate, manganese carbonate and nickel carbonate, respectively. The remaining solution after the precipitation process was found to be an 80% lithium ion solution.
|
| توصیفگر
|
:
|
باتری لیتیوم-یون Lithium ion battery
|
|
|
:
|
عصاره لیمو lemon juice
|
|
|
:
|
سونوبیولیچینگ Sonobioleaching
|
|
|
:
|
اسید زیستی organic acid
|
|
|
:
|
امواج فراصوت ultrasound waves
|
| شناسه افزوده
|
:
|
بیگ زاده ، رضا ، استاد راهنما
|
|
|
:
|
رستگار ، امید ، استاد راهنما
|