El litio puede reciclarse en un 92%
Recuperación más eficaz del litio de las escorias de fundición con una sustancia natural del granado
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Las baterías de iones de litio están presentes en nuestra vida cotidiana: proporcionan energía inalámbrica a ordenadores portátiles, teléfonos inteligentes, coches eléctricos y mucho más. El uso creciente de estas baterías exige métodos de reciclaje sostenibles. Sin embargo, actualmente la recuperación del litio sigue siendo cara y poco rentable. Con la sustancia natural punicina y sus derivados (compuestos derivados), los investigadores de la Universidad Tecnológica de Clausthal han hallado una forma que -utilizada en el proceso de separación por flotación- permite elevadas tasas de recuperación de litio. Los investigadores han informado de ello en una reciente publicación de acceso abierto.
Punicina es el nombre de la sustancia química que se aisló de las hojas de un granado en 1994 y que se ha investigado ampliamente en muchos aspectos en la Universidad Tecnológica de Clausthal, en el grupo del profesor Andreas Schmidt, del Instituto de Química Orgánica. Lo especial de esta sencilla sustancia natural (formada por una hidroquinona y un anillo de piridinio) es su conmutabilidad: su carga puede ajustarse de positiva simple a negativa doble mediante el valor del pH. Bajo irradiación, la punicina forma radicales incluso con luz diurna normal, de modo que tiene propiedades diferentes a la luz que en la oscuridad. La simplicidad de su estructura abre la posibilidad de modificar químicamente la punicina natural según el principio modular y producir diversos derivados, incluidas moléculas tensioactivas conmutables.
La técnica de flotación, utilizada desde hace mucho tiempo en el tratamiento de minerales, se aplica ahora con éxito en los nuevos procesos de reciclado del litio, ya que puede utilizarse para recoger minerales de litio producidos artificialmente (los llamados EnAM - engineered artificial minerals) obtenidos a partir de escorias pirometalúrgicas. En el marco del programa prioritario SPP 2315 de la Fundación Alemana de Investigación (DFG), el grupo del Prof. Schmidt investiga optimizaciones estructurales y mecanismos de la punicina para enriquecer el litio y otras materias primas críticas para el reciclado mediante la separación de materiales sin valor (materiales de ganga).
Los colectores de punicina se unen a la superficie de partículas minerales como el aluminato de litio, haciendo que las superficies de estas partículas se vuelvan repelentes al agua. Como resultado, los minerales valiosos que contienen litio son transportados a la superficie por las burbujas de aire, mientras que los materiales de ganga no flotan. Otro aspecto destacado: la capacidad de "cambiar" las propiedades de las punicinas mediante la luz en combinación con los valores de pH permite hacer más selectiva la interacción con la superficie y mejorar la flotación.
"Ya hemos producido y caracterizado más de 50 punicinas diferentes y las hemos probado en el reciclado de litio. Conseguimos tasas de recuperación de hasta el 92% cuando se optimizan los parámetros de flotación con nuevas punicinas", explica el estudiante de doctorado Max Fischer. Por ello, actualmente se están investigando derivados de la punicina para la recuperación de otros EnAM de litio, como los manganatos de litio y otros minerales valiosos, como el cobre o el tantalio.
"El reciclado del litio es una tarea difícil que sólo puede tener éxito en colaboración con muchos colegas de otras disciplinas", afirma el profesor Schmidt. Por eso, los investigadores de Química Orgánica trabajan en este proyecto en la Universidad Técnica de Clausthal con los grupos de la profesora Ursula Fittschen (Instituto de Química Inorgánica y Analítica), el profesor Michael Fischlschweiger (Instituto de Ingeniería de Procesos Energéticos y Tecnología de Combustibles), el profesor Alfred Weber y la doctora Annett Wollmann (Instituto de Ingeniería de Procesos Mecánicos) y el doctor Thomas Schirmer (Instituto de Geotecnología y Recursos Minerales), así como con otros investigadores externos de la Universidad Técnica Bergakademie Freiberg, la TH Nuremberg y la Universidad RWTH Aachen.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.
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