Dünya hızla elektrikli araçlara geçerken, madalyonun diğer yüzünde büyüyen bir sorun var: Ömrünü tamamlamış milyonlarca ton lityum iyon pil. Bu piller, çöp değil; aslında Lityum, Kobalt, Nikel ve Manganez gibi stratejik metallerle dolu birer "şehir madenidir".
Bu değerli metalleri geri kazanmanın en verimli yolu ise Hidrometalurji (Sulu Kimyasal İşlem) yöntemidir. Peki, kapkara bir toz yığınını (Siyah Kütle) tekrar saf batarya ham maddesine dönüştüren bu süreçte hangi kimyasallar başrolü oynar?
Bu yazımızda, pil geri dönüşümünün kimyasal reçetesini inceliyoruz.
Piller önce mekanik olarak parçalanır, plastik ve demir kısımlar ayrılır. Geriye kalan katot ve anot tozlarının karışımına Siyah Kütle (Black Mass) denir. Tüm kimyasal operasyon bu tozun içindeki değerli metalleri sıvıya geçirmek (çözmek) için yapılır.
Sürecin ilk ve en önemli adımı "Liç" işlemidir. Burada amaç, katı haldeki metalleri asit banyosunda sıvı iyonlara dönüştürmektir.
Sülfürik Asit (H2SO4): Endüstride en yaygın kullanılan asittir. Ekonomik olması ve metalleri sülfat formuna (Kobalt Sülfat, Nikel Sülfat vb.) dönüştürmesi nedeniyle tercih edilir.
Hidroklorik Asit (HCl): Daha agresif bir çözücüdür ancak korozyon riski ve gaz çıkışı nedeniyle özel ekipman gerektirir.
Organik Asitler (Sitrik Asit, Malik Asit): Son yıllarda "Yeşil Geri Dönüşüm" trendiyle popülerleşmiştir. Çevre dostudur ancak maliyetleri inorganik asitlere göre daha yüksektir.
Asit tek başına yeterli değildir. Özellikle Kobalt gibi metallerin yapısını kırmak ve çözünürlüğünü artırmak için ortama bir "İndirgeyici Ajan" eklenmesi gerekir. Hidrojen Peroksit, reaksiyonu hızlandırır ve liç verimini %90'ların üzerine çıkarır.
Asit havuzunda artık Lityum, Kobalt, Nikel, Manganez ve istenmeyen Bakır/Alüminyum iyonları bir arada yüzmektedir. Bunları tek tek ayıklamak için özel Solvent Ekstraksiyon Ajanları kullanılır. Bu kimyasallar, "cımbızla çeker gibi" sadece hedef metali yağ fazına hapseder.
D2EHPA: Genellikle Manganez ve safsızlıkların ayrıştırılmasında kullanılır.
Cyanex 272: Kobalt ve Nikeli birbirinden ayırmak için endüstri standardıdır. Kobaltı çekerken Nikeli geride bırakır.
TBP (Tributyl Phosphate) ve P507: Diğer yaygın ekstraktanlardır.
Bu aşamada ayrıca kerosen gibi seyrelticiler (diluents) de taşıyıcı ortam olarak kullanılır.
Ayrıştırılan metaller sıvı haldedir. Bunları tekrar satılabilir toz (katı) forma getirmek için çöktürücü kimyasallar devreye girer.
Sodyum Hidroksit (Kostik - NaOH): Metalleri hidroksit formunda çöktürmek ve pH ayarı yapmak için kullanılır.
Sodyum Karbonat (Soda Külü - Na2CO3): Özellikle sürecin finalinde, Lityumu "Lityum Karbonat" olarak çöktürmek için hayati önem taşır. Bu ürün, doğrudan yeni pil yapımında kullanılabilir.
Amonyak: Bazı süreçlerde pH kontrolü ve metal kompleksleri oluşturmak için kullanılır.
Pil üreticileri, geri dönüştürülmüş malzemede %99.9 saflık (Battery Grade) talep eder. Eğer kullandığınız Sülfürik Asit veya Kostik içinde demir, klor gibi safsızlıklar varsa, bu kirlilik doğrudan son ürüne geçer ve pilin kalitesini bozar.
Bu nedenle geri dönüşüm tesisleri, sadece "ucuz" kimyasalı değil, "sertifikalı ve saf" kimyasalları tercih etmelidir.
Lityum iyon pil geri dönüşümü, sadece bir atık yönetimi değil, stratejik bir kimyasal üretim sürecidir. Doğru asit, doğru ekstraktan ve doğru çöktürücü kombinasyonu; karlılık ile zarar arasındaki ince çizgiyi belirler.
Tesisiniz veya laboratuvarınız için ihtiyaç duyduğunuz yüksek saflıkta asitler, peroksitler ve özel solvent ekstraksiyon kimyasalları için geniş ürün portföyümüzle yanınızdayız.
