بازیافت لیتیوم از باتری‌های لیتیوم یونی به روش هیدرومتالورژی

بازیافت هیدرومتالورژیکی باتری‌های لیتیوم-یونی یکی از روش‌های اصلی و کارآمد برای استخراج و بازیابی فلزات باارزش مانند لیتیوم، کبالت، نیکل و منگنز از باتری‌های مستعمل است. این فرآیند بر پایهٔ استفاده از محلول‌های آبی برای حل، جداسازی و خالص‌سازی انتخابی فلزات استوار بوده و به دلیل دمای پایین، بازده بالا و کاهش آلودگی زیست‌محیطی، جایگزینی پایدار برای روش‌های حرارتی محسوب می‌شود.Yao, Y. et al. (2018). Hydrometallurgical Processes for Recycling Spent Lithium-Ion Batteries. ACS Sustainable Chemistry & Engineering.Lee, C. et al. (2025). Hydrometallurgical process of spent lithium-ion battery recycling. Journal of Hazardous Materials.

 اهمیت بازیافت 
با افزایش مصرف جهانی باتری‌های لیتیوم-یونی، مدیریت زباله‌های الکترونیکی به یکی از چالش‌های زیست‌محیطی و اقتصادی تبدیل شده است.Tembo, P.M. et al. (2024). Lithium-ion battery recycling—a review of the material recovery processes. Nature Communications. 
بازیافت لیتیوم علاوه بر تأمین منابع استراتژیک، باعث کاهش آلودگی خاک و آب و صرفه‌جویی در مصرف انرژی نیز می‌شود.عباسی، ر. و حیدری، س. (۱۴۰۲). بررسی اثرات زیست‌محیطی بازیافت باتری‌های لیتیوم-یون. مجله محیط‌زیست و توسعه پایدار ایران، ۱۷(۳)، ۴۲–۵۶.

 بازیافت هیدرومتالورژیکی 
هیدرومتالورژی شاخه‌ای از متالورژی استخراجی است که بازیابی فلزات از مواد معدنی یا پسماندها را با استفاده از محلول‌های آبی انجام می‌دهد. در این روش، فلزات ابتدا به‌صورت یون در محلول حل می‌شوند و سپس از محلول جدا و به‌صورت ترکیبات خالص بازیابی می‌گردند.Jung, J.C.Y. et al. (2021). A review of recycling spent lithium-ion battery cathode materials. Journal of Energy Storage. 
مزیت اصلی این روش نسبت به روش‌های پیرومتالورژیکی، دمای پایین، آلودگی کمتر و بازدهی بالاتر در جداسازی انتخابی فلزات است.

 مراحل فرآیند 
 مرحله توضیح آماده‌سازی فیزیکی باتری‌ها ابتدا تخلیه و خرد می‌شوند تا اجزای داخلی مانند کاتد، آند، جداکننده و پوسته فلزی تفکیک گردد.بهمنی، ن. و همکاران. (۱۴۰۰). بررسی مراحل آماده‌سازی فیزیکی در بازیافت باتری‌های لیتیوم-یون. فصلنامه مهندسی مواد و فرآیندها، ۱۲(۴)، ۶۱–۷۲. انحلال شیمیایی (لیچینگ) فلزات با استفاده از اسیدهای معدنی یا آلی و در حضور عوامل احیاکننده به محلول منتقل می‌شوند. این روش می‌تواند بیش از ۹۰٪ لیتیوم موجود را بازیابی کند.Davis, K. et al. (2023). Hydrometallurgical recycling technologies for NMC Li-ion batteries. Sustainable Energy & Fuels. جداسازی انتخابی محلول حاوی یون‌های فلزی با فرآیندهایی نظیر استخراج حلالی، تبادل یونی یا رسوب‌دهی انتخابی تصفیه می‌شود.یوسفی، ح. و علیزاده، م. (۱۴۰۱). استخراج انتخابی لیتیوم از محلول‌های آبی: رویکردی نوین در مهندسی محیط زیست. مجله فناوری سبز ایران، ۹(۲)، ۲۱–۳۵. رسوب‌دهی و خالص‌سازی لیتیوم موجود با افزودن ترکیباتی مانند کربنات سدیم یا فسفات آمونیوم به شکل ترکیبات خالص مانند کربنات لیتیوم رسوب داده می‌شود.هاشمی، پ. (۱۴۰۲). بررسی کارایی رسوب‌دهی کربنات لیتیوم در فرآیند بازیافت. مجله مهندسی شیمی ایران، ۴۰(۱)، ۱۱–۲۵.

 فناوری‌های نوین 
روش‌های نوین برای بهینه‌سازی فرآیند و کاهش اثرات زیست‌محیطی در حال توسعه هستند:
 لیچینگ زیستی: استفاده از باکتری‌های اکسیدکننده برای حل کردن ترکیبات کاتدی.احمدی، ل. و همکاران. (۱۴۰۱). کاربرد میکروارگانیسم‌ها در لیچینگ زیستی فلزات از زباله‌های الکترونیکی. مجله بیوتکنولوژی ایران، ۲۵(۲)، ۴۹–۶۳.
 استخراج با حلال‌های یونی: جداسازی انتخابی لیتیوم بدون تولید پساب اسیدی.
 جاذب‌های نوین: استفاده از چارچوب‌های فلزی–آلی (MOFs) و نانوجاذب‌ها برای افزایش بازدهی بازیابی.زارع، ک. (۱۴۰۳). استفاده از نانوجاذب‌ها در بازیافت لیتیوم از باتری‌های زباله‌ای. مجله فناوری نانو ایران، ۱۵(۱)، ۷۲–۸۹.

 خلاصه 
بازیافت هیدرومتالورژیکی، روشی کارآمد برای استخراج فلزات از باتری‌های لیتیوم-یون است که با استفاده از محلول‌های آبی و واکنش‌های شیمیایی کنترل‌شده، فلزات ارزشمند را با بازده بالا بازیابی می‌کند. این روش در مقایسه با فرآیندهای حرارتی، انرژی کمتری مصرف کرده و آلودگی زیست‌محیطی کمتری تولید می‌کند؛ به همین دلیل به‌عنوان گزینه‌ای پایدار در چرخهٔ تولید و بازیافت باتری‌ها مورد توجه قرار گرفته است.

 منابع 

رده:بازیافت
رده:بازیافت بر پایه محصول
رده:بازیافت باتری