Title

REFINO DO CARBONATO E DO HIDRÓXIDO DE LÍTIO

REFINING OF LITHIUM CARBONATE AND HYDROXIDE

Authorship

BRIGIDO, CAROLINE RODRIGUES DOS SANTOS; SANTOS, JOÃO MARCOS SILVA ROSENDO DOS; BASTOS, LEONARDO DA COSTA; BRAGA, PAULO FERNANDO ALMEIDA

BRIGIDO, CAROLINE RODRIGUES DOS SANTOS

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SANTOS, JOÃO MARCOS SILVA ROSENDO DOS

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BASTOS, LEONARDO DA COSTA

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BRAGA, PAULO FERNANDO ALMEIDA

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DOI

10.5151/2594-357X-42908

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Abstract

O carbonato de lítio (Li₂CO₃) e o hidróxido de lítio (LiOH) são precursores na produção de catodos para baterias de íon-lítio, exigindo produtos de elevada pureza. Este estudo avaliou métodos de purificação para ambos os compostos. Para o Li₂CO₃ foi utilizada uma etapa de moagem prévia para reduzir a área superficial das partículas de 2,7 para 1,4 m²•g⁻¹. Em seguida foi realizada extração aquosa (lixiviação) seguida de repolpamento com água a 90 °C. A redução do tamanho dos cristais favoreceu solubilização de impurezas retidas na estrutura do cristais, aumentando a eficiência da purificação. A amostra purificada apresentou pureza de 99,7%, compatível com o grau bateria. A temperatura, a granulometria e a área superficial influenciaram positivamente na remoção das impurezas. A compreensão desses parâmetros permite aperfeiçoar rotas de purificação e garantir a qualidade dos produtos. No caso da solução de LiOH 1,0 mol•L⁻¹, utilizou-se ácido oxálico (H₂C₂O₄•2H₂O) para precipitar e remover o íon cálcio (Ca²⁺) como oxalato de cálcio (CaC₂O₄), insolúvel em determinadas condições. A variação de temperatura afetou a eficiência do processo. As maiores remoções de cálcio ocorreram a 25 °C e 50 °C, com valor máximo de 71,33%.

LITHIUM CARBONATE (LI₂CO₃) AND LITHIUM HYDROXIDE (LIOH) ARE PRECURSORS IN THE PRODUCTION OF CATHODES FOR LITHIUM-ION BATTERIES, REQUIRING HIGH-PURITY PRODUCTS. THIS STUDY EVALUATED PURIFICATION METHODS FOR BOTH COMPOUNDS. FOR LI₂CO₃, A PRELIMINARY GRINDING STEP WAS USED TO REDUCE THE SURFACE AREA OF THE PARTICLES FROM 2.7 TO 1.4 M².G⁻¹. THEN, AQUEOUS EXTRACTION (LEACHING) WAS PERFORMED, FOLLOWED BY REPULPING WITH WATER AT 90°C. THE REDUCTION IN CRYSTAL SIZE FAVORED THE SOLUBILIZATION OF IMPURITIES RETAINED IN THE CRYSTAL STRUCTURE, INCREASING THE PURIFICATION EFFICIENCY. THE PURIFIED SAMPLE PRESENTED 99.7% PURITY, COMPATIBLE WITH BATTERY GRADE. TEMPERATURE, PARTICLE SIZE, AND SURFACE AREA POSITIVELY INFLUENCED THE REMOVAL OF IMPURITIES. UNDERSTANDING THESE PARAMETERS ALLOWS IMPROVING PURIFICATION ROUTES AND ENSURING PRODUCT QUALITY. IN THE CASE OF THE 1.0 MOL.L⁻¹ LIOH SOLUTION, OXALIC ACID (H₂C₂O₄.2H₂O) WAS USED TO PRECIPITATE AND REMOVE THE CALCIUM ION (CA²⁺) AS CALCIUM OXALATE (CAC₂O₄), WHICH IS INSOLUBLE UNDER CERTAIN CONDITIONS. THE TEMPERATURE VARIATION AFFECTED THE EFFICIENCY OF THE PROCESS. THE HIGHEST CALCIUM REMOVALS OCCURRED AT 25°C AND 50°C, WITH A MAXIMUM VALUE OF 71.33%.

Keywords

hidróxido de lítio, carbonato de lítio, bateria de íon-lítio

lithium hydroxide, lithium carbonate, lithium-ion battery