Az oldott fémionok elválasztására a hidrometallurgiai iparban legelterjedtebb módszer a folyékony közegű, specifikusan kialakított szelektivitású szerves – kelátképző – reagenseket alkalmazó oldószeres extrakciós (SX) technika. A leggyakoribb megoldásban a hidrogénionokat kötve tartalmazó szerves extraháló fázis (R-H) és az eltávolítandó fém ionjait (Me2+) tartalmazó vizes oldat ellenáramban érintkezik. Az intenzív keveréssel történő, nagy fajlagos felületű érintkeztetés az adott fémionra szelektív reagens hidrogénionokat lecseréli a black massből kioldott és célzott fémionokra az egyensúly mértékéig. Ez a szerves extrakciós folyamat természetesen az egyensúlyi koncentrációviszonyok kialakulásáig tart:

 

 

A folyamat a pH pontos beállítását (a savtartalom megfelelő semlegesítését) igényli. A vizes (savas) és a szerves fázisok egymással nem elegyednek, és a nyugalmat biztosító ülepítőegységben szétválnak. A könnyebb szerves fázis mindig a nehezebb vizes oldat felett rétegződik ki. A fenti folyamat egy másik keverőegységben a koncentrációviszonyokat megváltoztatva visszafordítható. A reextrakció során a nagy savtartalmú fosztóoldat H+-ionjai kiszorítják az értékes fémionokat (Me2+) a szerves fázisból, miközben az regenerálódik és a második ülepítőegységből visszajáratható az első keverőegységbe. Azonban az anyagmérleg sohasem lehet tökéletes. Az értékes reagens egy része veszteségbe megy és degradációja is felléphet. A veszteségeket a megfelelő modifikátoradalékok csökkenthetik minimális szintre. A szerves extrakciós és reextrakciós (fosztás, stripping) folyamatokat szemlélteti vázlatosan a 10.16. ábra.

 

Az elválasztott szerves fázis további tisztítására egy mosó lépést (scrubbing) is beiktatnak, amely során vagy híg savas, vagy az adott fém tömény sós oldatával igyekeznek a tiszta állapotot biztosítani a fosztás előtt. Ezzel a módszerrel például az összetett NMC típusú katódanyagot tartalmazó black mass oldatából külön műveletekben először a szennyező rezet távolítják el, majd a Mn katódalkotót, végül a Co és a Ni külön kinyerése történik.

 

A megfelelő kinetikai feltételek biztosítására az aktív reagenst (kb. 10–20% térfogatarányban) egy olcsó szerves folyadékban oldva hígítani kell. A hígítás szükséges a szerves reagensfolyadék viszkozitásának csökkentésére, a reakciók gyorsítására. A leggyakoribb hígítók a petróleum (kerozin), vagy a tri-butil-foszfát (TBP)–kerozin elegy. A hígító szerves alapfázisnak jól kell oldania az extrahálószert, a modifikátorokat. Általános követelmény az alacsonyabb gőznyomás és a magas gyulladáspont, valamint a kis felületi feszültség és a vizes fázisban való oldhatatlanság. Továbbá az emulzió megfelelő diszpergálása, valamint a harmadik fázis képződésének elkerülése érdekében egyéb adalékokkal is módosítják az alapfázist. A szerves reagens érzékeny az oxidációra, így a Fe(III)-ionok eltávolításáról is előzőleg gondoskodni kell, amire a precipitációs technika alkalmazható. Mégis a vegyes LIB-hulladékok feldolgozásánál ez a módszer a jellemző az ipari megvalósításokban, hiszen a hidrolitikus precipitáció nem nyújt megfelelő szelektivitást, ugyanakkor jó kihozatalokat az értékes átmenetifémek kinyerésére. Az egyszerű módszerrel kapható kevert hidroxidtermék csak prekurzoranyag előállítása képes, azt is csak a precipitációs folyamat előtt nagy tisztaságú fémsókkal történő oldatösszetételi korrekciók után. Ezért a rugalmas, nyitott LIB-hulladék-visszajáratási technológiai láncban az egyes fémeket hatékonyan és tisztán elválasztani képes oldószeres extrakciós technikák fejlesztése és megvalósítása jelenti a fő törekvéseket. Ugyanakkor az SX-üzemek beruházási költsége viszonylag nagy, továbbá az extrakciós lépésből semlegesített hulladékoldat marad vissza.

 

Eltérő, anioncserés megoszlással működik az amin típusú Alamine336 (trioktil/decil amin) reagens, amit főleg kloridos oldatokhoz használnak nagyfokú Co-Ni elválasztást elérve.