Recuperación de grafito presente en ánodos de baterías Li-ion mediante métodos de metalurgia extractiva para su posible reutilización

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dc.contributor.advisorVargas Ceballos Óscar Andrés
dc.contributor.advisorDelvasto Angarita Pedro Luis
dc.contributor.authorRueda Rojas Ricardo
dc.contributor.authorVillota Quesada Sergio Alejandro
dc.contributor.evaluatorCordoba Tuta Elcy Maria
dc.contributor.evaluatorTami Pimiento Lidy Magaly
dc.date.accessioned2023-06-06T18:59:12Z
dc.date.available2023-06-06T18:59:12Z
dc.date.created2023-06-06
dc.date.issued2023-06-06
dc.description.abstractEl presente trabajo se ha llevado a cabo con el objetivo de recuperar el grafito que se encuentra en los ánodos de las baterías Li-ion gastadas de celulares mediante métodos de metalurgia extractiva con el propósito de utilizarlo nuevamente como ánodo partiendo del reciclaje como una estrategia amigable con el medio ambiente. El material anódico fue purificado a partir de un proceso hidrometalúrgico de lixiviación con una eficiencia de remoción del metal de interés (Cu) del 81.32% , utilizando 1.2M de ácido cítrico (C6H8O7), peróxido de hidrógeno (H2O2) , una relación sólido/líquido de (20 g/L), 300 rpm por agitación mecánica a 60 °C y un periodo de tiempo de 30 min. El grafito lixiviado fue sometido posteriormente a un proceso pirometalúrgico en un horno tubular con atmósfera controlada de nitrógeno con un flujo 0.8 L/min durante 4 horas a una temperatura de 900°C con una rampa de calentamiento de 10°C/min, con el objetivo de regenerar su estructura luego del proceso de lixiviación. A partir del análisis de difracción de rayos X, se identificó la estructura del material anódico siendo esta correspondiente a grafito, por otra parte, también se logró comprobar mediante la posición y tamaño de los picos del difractograma su reorganización estructural. Finalmente, el grafito purificado se evaluó electroquímicamente en electrolito acuoso de 1M Li2SO4 mediante pruebas de voltametría cíclica, utilizando un rango de potencial de -0.5 a 0.8 V (vs Ag/AgCl) con una velocidad de barrido de 10 mV/s, exponiendo un pico de oxidación a 0.1 V y de reducción a -0.15V (vs Ag/AgCl)
dc.description.abstractenglishThe present work has been carried out with the aim of recovering the graphite found in the anodes of spent Li-ion cell batteries using extractive metallurgy methods with the purpose of using it again as an anode, using recycling as an environmentally friendly strategy. The anodic material was purified from a hydrometallurgical leaching process with a Cu removal efficiency of 81.32%, using 1.2M citric acid (C6H8O7), hydrogen peroxide (H2O2), an solid/liquid ratio of (20 g/L), 300 rpm by mechanical agitation at 60 °C and a time period of 30 min. The leached graphite was subsequently subjected to a pyrometallurgical process in a tubular furnace, using a controlled atmosphere of nitrogen with a flow of 0.8 L/min for 4 hours at a temperature of 900°C with a heating ramp of 10°C/min, with the aim of regenerating its structure after the leaching process. From the analysis of X-ray diffraction, the structure of the anodic material was identified, this corresponding to graphite, on the other hand, it was also possible to verify by the position and size of the peaks of the diffractogram its structural reorganization. Finally, the purified graphite was evaluated electrochemically in aqueous electrolyte of 1M Li2SO4 by cyclic voltammetry tests in a potential range of -0.5 to 0.8 V (vs Ag / AgCl) with a scanning speed of 10 mV / s, exposing a peak oxidation at 0.1 V and reduction at -0.15V (vs Ag / AgCl)
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Metalúrgico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/14534
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programIngeniería Metalúrgica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectlixiviado
dc.subjecttamizado
dc.subjectelectrodo
dc.subjectgrafito
dc.subjectpotenciostato
dc.subject.keywordleached
dc.subject.keywordsieved
dc.subject.keywordelectrode
dc.subject.keywordgrafhite
dc.subject.keywordpotentiostat
dc.titleRecuperación de grafito presente en ánodos de baterías Li-ion mediante métodos de metalurgia extractiva para su posible reutilización
dc.title.englishRecovery of graphite present in Li-ion battery anodes by means of extractive metallurgy for possible reuse
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Ingeniería Metalúrgica