PyroLith - Entwicklung eines stabilen Prozesses auf Basis der Prozessketten Pyrometallurgie-Schlackenaufbereitung-Hydrometallurgie zur Rückgewinnung von Li aus Mn-haltigen Schlacken

Projektbeschreibung:

Für das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien wurden in den letzten Jahren verschiedene Prozesse entwickelt. Eine Option besteht in der pyrometallurgischen Verarbeitung ganzer Zellen oder einzelner Fraktionen. Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht in der hohen Robustheit und der Chance, wechselnde Zellgenerationen auf diesem auf diesem Weg gemeinsam oder in wechselnder Mischung verarbeiten zu können.

Das Projekt PyroLith befasst sich dabei explizit mit der Rückgewinnung von Lithium aus den Mangan-haltigen Schlacken, die während der pyrometallurgischen Aufbereitung der Lithium-Ionen-Batterien anfallen. Aus bisherigen Projekten ist bekannt, dass unter geeigneten Bedingungen Cobalt, Nickel, Kupfer sowie Anteile an Eisen und Mangan in die Metallschmelze überführt werden können. Lithium und Aluminium lassen sich quantitativ in eine Calcium- und Silizium-haltige Schlacke überführen, die ebenfalls bestimmte Anteile an Mangan sowie Eisen enthält. Ziel ist es durch geeignete Prozessführung Lithium und ggf. auch künftige weitere schlackenaffine Wertmetalle aufzukonzentrieren. Durch entsprechende Aufbereitung sollen die in der künstlichen Mineralphasen aufkonzentrierten Wertträger abgetrennt und eine für baustoffliche Anwendungen geeignete verbleibende Restschlacke erzeugt werden. Der in diesem Projekt gewählte Ansatz soll auf den bereits bekannten Ergebnissen aufbauen und diese für die aktuellen 6-2-2 NMC-Zellgenerationen und in Hinblick auf künftige Zellgenerationen weiterentwickeln.

Die partnerspezifische Aufgabe des Instituts für Aufbereitung, Deponietechnik und Geomechanik ist die Entwicklung eines Verfahrens für die Flotation, um die Wertstoffkomponenten durch Flotation anzureichern. Durch ein geeignetes hydrometallurgisches Verfahren sollen die Zielwertstoffe zurückgewonnen werden. Die verbleibenden Schlackenkomponenten sollen als Vormaterial für die Baustofferzeugung genutzt werden können.

Das Forschungsprojekt PyroLith wird im Rahmen des Batterie-Kompetenzclusters „Recycling / Grüne Batterie“ (greenBatt) mit einer Gesamtsumme von 1,9 Mio. € vom Bundesforschungsministerium gefördert. 

Verbundpartner:

• TU Clausthal - Institut für Energieverfahrens- und Brennstofftechnik (IEVB) (Projektkoordination)
• RWTH Aachen - Institut für Metallurgische Prozesstechnik (IME)
• Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe / Geozentrum Hannover (BGR)
• TU Braunschweig - Institut für Partikeltechnik (iPAT)
• TU Braunschweig - Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF)