Performance comparison of intensified reactor technologies for the hydrometallurgical separation of cobalt and nickel

Promovendus/a: Jonas Van Olmen

Promotor(en): Prof. dr. ir. Thomas Van Gerven, Prof. dr. Koen Binnemans, De heer Jinu Joseph John

De overgang naar een koolstofarme economie vereist betrouwbare toegang tot kritieke grondstoffen zoals kobalt en nikkel. Hoewel deze metalen essentieel zijn voor de productie van batterijen en technologieën voor hernieuwbare energie, blijft het een grote uitdaging om ze te raffineren tot de vereiste hoge zuiverheid vanuit ertsen of secundaire bronnen. Dit doctoraatsonderzoek verkent betere methoden om deze metalen te op zuiveren met behulp van vloeistoffen, via een proces dat bekent staat als solventextractie. Hierbij worden twee onderling onmengbare vloeistoffen gebruikt om de gewenste metalen selectief over te dragen van de ene naar de andere fase. Zodoende werden in de eerste fase van het onderzoek verschillende extractiemiddelen of extractanten getest, waaronder zowel nieuwere extractiesystemen gebaseerd op ionische vloeistoffen als meer conventionele systemen.

Zodra een geschikt modelsysteem werd gevonden, verschoof de focus naar het testen en vergelijken van verschillende geavanceerde reactorontwerpen. Deze apparaten helpen de vloeistoffen effectiever en met minder energie te mengen en te scheiden. De onderzochte ontwerpen varieerden van gemengde vaten tot buisvormige microkanalen die ultrasone geluidsgolven gebruiken om kleine druppeltjes te creëren. De prestaties van elk ontwerp werden onderzocht en het energieverbruik werd gekwantificeerd. Elk ontwerp bleek eigen sterke en zwakke punten te hebben. In het laatste deel van het onderzoek werden de verschillende reactoren vergeleken op basis van hoeveel vloeistof ze kunnen verwerken per eenheid reactorgrootte, het energieverbruik per eenheid reactorgrootte en de totale hoeveelheid kobalt en nikkel die ze kunnen scheiden.