Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2025(16))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 1. С. 93-96. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 93-96. For citation: Isolation of Li, Al, Fe and Cu from hydrochloric acid solution using an eutectic solvent based on triisobutylphosphine sulfide and thymol / I. V. Zinov'eva [et al.] // Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 93-96. doi:10.37614/2949-1215.2025.16.1.017. Введение Сегодня переработка литий-ионных аккумуляторов осуществляется гидрометаллургическим методом, который включает в себя выщелачивание активных материалов (катода и анода) с последующим выделением целевых металлов [1-3]. Большинство подходов к их переработке сталкивается с проблемой сложности разделения металлов из-за их взаимного присутствия в многокомпонентной матрице и из-за низкой эффективности извлечения лития. Жидкостная экстракция является наиболее предпочтительным методом выделения ионов металлов из растворов. Однако этот метод имеет свои ограничения, в том числе при использовании в классических экстракционных системах токсичных и пожароопасных органических растворителей. Применение нового поколения растворителей — глубоких эвтектических растворителей (англ. deep eutectic solvent, DES) — в извлечении металлов из водных сред показало, что они обладают хорошей экстракционной способностью, иногда лучшей, чем классические экстракционные системы с этими же компонентами. При разработке новых гидрофобных глубоких эвтектических растворителей исследователи зачастую используют в качестве одного из компонентов эвтектического растворителя уже известный экстрагент, проявляющий селективность по отношению к ионам металлов. В качестве второго компонента выбирают более «зеленые» соединения, к примеру ментол, лидокаин и т. д., или же используют компоненты, позволяющие «настраивать» физико-химические и экстракционные свойства DES [4; 5]. Целью настоящей работы является исследование экстракции ионов металлов (Li, Cu, Al и Fe), содержащихся в отработанных литий-железо-фосфатных (LFP) аккумуляторах, глубоким эвтектическим растворителем на основе коммерчески доступного экстрагента триизобутидфосфин сульфида (ТБФС) и природного и дешевого тимола. Результаты В рамках исследования установлены закономерности экстракции ионов Li(I), Cu(II), Al(III) и Fe(III) эвтектическим растворителем ТБФС/тимол в мольном соотношении компонентов 1:1. Исходная концентрация элементов составляла 0,01 моль/л. Получены коэффициенты распределения ионов металлов из индивидуальных растворов из раствора HCl в диапазоне концентраций от 0 до 5 моль/л. Данные представлены в табл. 1. Таблица 1 Влияние концентрации HCl на коэффициент распределения ионов металлов из индивидуальных растворов [HCl], моль/л Коэффициент распределения Li Fe Al Cu 0 0 0 0 0,1 1 0,09 0,02 0,25 0,12 2 0,09 0,04 0,31 0,72 3 0,10 0,08 0,31 2,75 4 0,12 0,14 0,41 23,71 5 0,06 0,35 0,41 121,17 Как видно из табл. 1, экстракция меди(ІІ) и железа(ІІІ) увеличивается при возрастании концентрации кислоты в водной фазе ввиду образования анионных комплексов меди и их распределения © Зиновьева И. В., Чикинёва Т. Ю., Заходяева Ю. А., Вошкин А. А., 2025 94