ҚазҰУ ғалымдары пайдаланылған литий-ионды батареялардан құнды компоненттерді экологиялық таза әдістермен алу технологиясын әзірлеуде

Әлемде электромобильдер саны 2050 жылға қарай 100 миллионнан асады деп болжануда, бұл литий-ионды батареяларға (ЛИБ) деген сұранысты және сәйкесінше пайдаланылған батареялар көлемін айтарлықтай арттырады. Пайдаланылған ЛИБ жанғыш электролиттер, ауыр металдар және корпус зақымдалғанда өздігінен тұтанатын материалдар сияқты улы әрі экологиялық қауіпті компоненттерді қамтиды. Сонымен қатар олар литий, кобальт, никель және марганец сияқты сирек әрі қымбат металдардың құнды көзі болып табылады, ал бұл металдардың табиғи қоры шектеулі және бірнеше елде шоғырланған.

Қазақстанда батареяларды жинау мәдениеті әлсіз дамыған - тұрмыстық қалдықтарды қайта өңдеу үлесі 18%-дан аспайды, ал 2024 жылы ашылған екі пилоттық зауыттың қуаты (жылына 740 тонна) түзілетін пайдаланылған қуат көздерінің көлемімен салыстырғанда жеткіліксіз. Бағдарламаның мақсаты - механохимиялық, сонохимиялық, электрохимиялық, гидрохимиялық және сольвохимиялық әдістерді қолдана отырып, пайдаланылған литий аккумуляторларынан құнды компоненттерді экологиялық таза жолмен алу бойынша қолданбалы зерттеулер жүргізу, экономикалық тиімді технология мен пилоттық қондырғы құру.

Бағдарлама тоғыз міндетті қамтиды: Қазақстан аумағында батареяларды жинау және өңдеу мәдениетін қалыптастыру; әртүрлі батарея түрлерін қауіпсіз бөлшектеу мен сұрыптау әдістерін әзірлеу; қайта пайдалануға жарамды батареяларды тексеру процедурасын жасау; батареяларды қауіпсіз разрядтау қондырғысын құру; өздігінен таралатын жоғары температуралы синтез (ӨТЖС) реакторында компоненттерді өңдеу әдістерін әзірлеу; планетарлық диірмен мен аттритор көмегімен механоактивация режимдерін жасау; катодтық массаны тікелей регенерациялау әдісін әзірлеу; сілтісіздендірудің термодинамикалық және кинетикалық параметрлерін анықтау; тәулігіне 200 кг батарея өңдейтін пилоттық қондырғы жасау.

Зерттеуде рентген аппаратымен автоматты сұрыптау желісі, электрохимиялық циклдеу станциясы, тұз ерітінділерінде разрядтау технологиясы, ӨТЖС реакторы, сондай-ақ бейорганикалық (HCl, HNO3, H2SO4) және органикалық (лимон, алма, қымыздық қышқылдары) қышқылдармен сілтісіздендіру әдістері қолданылады. Металдарды экстракциялау үшін Д2ЭГФК мен Cyanex 272 сияқты экстрагенттер, сондай-ақ кокос қабығы мен өрік сүйегі негізіндегі белсендірілген көмір сорбенттері пайдаланылады. Бағдарламаны Литий-ионды және металл-ионды батареялар маманы, PhD, доцент Федор Мальчик жетекшілік етеді, ол General Motors компаниясы қаржыландырған жобаның негізгі орындаушысы болған, ал бағдарламаның халықаралық серіктес-жетекшісі - профессор Нетанель Шпигель (Netanel Shpigel).

26 айға (2024 жылдың қарашасынан 2026 жылдың желтоқсанына дейін) есептелген бағдарлама «Қазақстан-2050» стратегиясы мен ҚР Экологиялық кодексінің талаптарына сай, жаңа жұмыс орындарын құрып, литий, кобальт, никель импортына тәуелділікті азайтады, Қазақстанды "жасыл" технологиялар мен тұрақты даму саласындағы көшбасшы ретінде нығайтады.