废旧锂电池中金属钴和铝的回收

采用碱溶解铝→低固液比盐酸浸出→P507萃取→碳酸沉锂→结晶回收钴的流程,研究了废旧锂电池中金属铝和钴的回收工艺。探讨了氢氧化钠的浓度和pH值对铝产率的影响;考察了盐酸的浓度、溶解时间以及双氧水加入的量对钴的浸出率的影响。试验表明,当pH值为10,氢氧化铝的浓度为0.1mol/L时铝的回收率可以达到92%;在盐酸的浓度为9%,溶解时间为2.5 h的条件下钴的浸出率可以达到90%。     

低共熔溶剂用于钴酸锂-铜混合粉末的选择性浸出研究

废弃钴酸锂电池中存在的钴、锂等金属具有较高的回收价值。针对工业上电池废料中集流体铜箔在酸液浸出剂中会部分溶解的问题，以聚乙二醇-柠檬酸低共熔溶剂为浸出剂，考察了选择性浸出钴酸锂和铜混合粉末的效果，研究了浸出时间、浸出温度、固液(固体材料与浸出剂)质量比、含水的三元低共熔溶剂中水含量等条件对浸出效果的影响。结果表明，在优化的浸出条件下，浸出温度为100℃、浸出时间为5 h、固液质量比为1:100，锂、钴、铜的浸出率分别为96%、71%、2%，说明该浸出剂对钴、锂具有较好的选择性，为含铜杂质的钴酸锂电池正极粉末的回收处理提供了技术参考。     

采用响应面优化酸浸法从废旧锂离子电池中回收钴

对硫酸-过氧化氢体系浸取废旧锂离子电池废料回收钴工艺进行了研究,以钴浸出率为评价指标,探讨了硫酸质量浓度、液固比、浸出时间和浸出温度对钴回收的影响。利用Box-Behnken响应面技术对钴浸出参数进行了优化分析。结果表明:在硫酸浓度为2.5 mol/L,H_2SO_4∶H_2O_2为6∶1,固液比为1∶20,浸出温度70℃,浸出时间1.0 h条件下,钴浸出率最高(97.58%)。验证试验,钴浸出率平均值为97.58%,与模型理论预测值97.09%接近。     

硫酸铵焙烧法回收二次铝灰中的铝

采用硫酸铵焙烧-水浸法从二次铝灰中回收Al。确定并优化了硫酸铵焙烧-水浸法从二次铝灰中提取Al的工艺参数条件,适宜焙烧条件:(NH_4)_2SO_4与二次铝灰中Al的摩尔比为5∶1,焙烧时间为90min,焙烧温度为425℃;适宜浸出条件:浸出温度为85℃,浸出时间为60min,液固比为3.5∶1。在优化的工艺条件下,铝的浸出率可达85.17%。     

废旧锂离子电池在氨基磺酸溶液中浸出的最优条件研究

废旧锂离子电池中含有大量的金属钴与锂,具有较高的回收利用价值。文章以废旧锂离子电池中的正极材料为原料,考察了正极材料中的钴和锂在氨基磺酸和过氧化氢混合体系中浸出的实验。运用单因素实验,研究了氨基磺酸浓度、过氧化氢质量分数以及固液比等条件对Co2+、Li+浸出效果的影响。实验结果表明,反应产物中有氨基磺酸钴生成,当氨基磺酸浓度为0.75 mol/L、过氧化氢质量分数为5 vol.%、温度为60℃、固液比为5 g/L、时间为2 h时,钴和锂的浸出率均超过98%。     

红土镍矿硝酸加压浸出工艺

采用硝酸介质加压浸出处理红土镍矿,考察了初始硝酸浓度、浸出温度、保温时间和液固比对有价组分浸出率的影响,确定了该工艺的可行性。得到优化工艺条件为初始硝酸浓度330 kg/t,浸出温度190℃,保温时间60 min,液固比1.5:1~1.7:1 mL/g。最优工艺条件下,镍、钴的浸出率均大于85%,镁浸出率为80%,铝的浸出率大于60%,铁的浸出率低于1%,产出了含铁55%的富铁渣。对浸出液采用氧化镁梯级沉淀的方法,控制温度85℃、pH?3.0,可除掉95%的铁;控制pH=4.0~4.3,可除掉99%以上的铝,原矿中约90%以上的钪随铝进入渣相,得到含钪近1000 g/t的铝钪富集物;调节pH=7.5~8.0,溶液中的镍钴沉淀完全,得到含镍24.8%和含钴2.3%的氢氧化镍钴渣,实现了镍、钴与铁、铝高效分离和富集。梯级沉淀后的硝酸镁溶液蒸发结晶,在500℃下煅烧,得到轻质氧化镁;回收热分解产生的氮氧化物气体再生硝酸,常压下再生率达92%以上,实现了红土镍矿中有价组分的高效分离和浸出介质的循环利用。     

废旧磷酸铁锂正极粉磷酸浸出过程的优化及宏观动力学

随着新能源汽车产业快速发展,磷酸铁锂动力电池退役量爆发式增长,回收需求迫切,但面临回收利用经济性较差的难题。正极材料价值较高,本文提出采用磷酸浸出废旧正极材料以制备电池用磷酸铁,但铝等杂质的分离是关键。本文以含铝的磷酸铁锂正极粉为原料,开展了磷酸浸出过程优化及宏观动力学研究,重点研究了酸料比、浸出温度、液固比、搅拌速度等参数对磷酸铁锂及铝浸出效果的影响规律,并考察了磷酸铁锂在磷酸溶液中浸出的宏观动力学。研究结果表明,在酸料比1.1mL/g、温度20℃、液固比（5∶1)mL/g、搅拌速度400r/min、浸出时间120min条件下,磷酸铁锂浸出率大于93%,铝浸出率小于20%;磷酸铁锂正极粉磷酸浸出过程符合无固态产物层的收缩核模型,表观活化能为24.62kJ/mol,浸出过程受扩散控制。     

废旧锂离子电池正极材料与铝箔电解剥离浸出研究

提出了-废旧锂电池正极材料的电解浸出新工艺.以铅板为阳极,锂电池正极材料为阴极,利用外加电流的阴极保护铝箔,实现在浸出钴的同时剥离铝箔,使铝箔得以完整回收.研究了浸出过程各因素对钴铝浸出影响,最佳电解浸出条件为:电流密度为15.6 mA/cm2,硫酸浓度为0.4 mol/L,柠檬酸质量浓度为36 g/L,温度为25℃,电解时间为120 min,钴浸出率为90.85％,铝溶解率为5.8％.对后续工艺进行了讨论,通过对剥离的正极粉料综合回收处理,萃取除杂,草酸铵沉钴,得到钴质量分数为31.3％合格的草酸钴,钴的综合回收率大于99.8％.     

废弃锂电池中有价金属的浸出试验研究

以废弃的手机锂离子电池为对象,研究了柠檬酸浸出钴酸锂的过程,考察了柠檬酸浓度、双氧水用量、反应温度及反应时间对钴酸锂浸出率的影响。结果表明,正极材料在马弗炉中焙烧2 h后,粘结剂被分解;柠檬酸与钴酸锂发生反应时,可使铝箔片与正极活性材料分离,同时得到含有价金属的溶液;在柠檬酸浓度1.25 mol/L、双氧水体积分数6%、反应温度50℃、反应时间50 min条件下,钴、锂浸出率分别为91.37%和92.97%,而铝浸出率较低,仅为15.10%。此工序简单及易于产业化发展,铝箔经清洗后可直接回收。     

微波辅助酸浸法回收废旧锂离子电池中的钴

采用微波辅助湿法技术,通过H_2SO_4-H_2O_2体系对废旧锂离子电池正极材料中的钴进行回收。利用响应面优化浸出条件,试验探究了酸的浓度、微波时间、浸出时间、浸出温度等因素对钴浸出率的影响。结果表明:微波技术能明显提高钴的浸出率,当硫酸浓度为6.00mol/L,微波强度为800W,浸出温度为87.5℃,浸出时间为70min时,钴的浸出率可达97%以上。     

准东煤灰提取氧化铝和白炭黑技术研究

为实现准东煤灰的绿色化综合利用,笔者研究设计了从准东煤灰中制取氧化铝和白炭黑的工艺流程,确定了最佳工艺条件,并通过SPSS双变量分析比较不同影响因素对提取率影响程度。试验采用准东煤--将军庙原煤,破碎并用马弗炉模拟煤粉炉静态燃烧方式制取灰样。准东煤灰的成分分析和元素分析表明:SiO2占48.84%,Al2O3占31.26%。参照标准制备灰样,对灰样进行SEM分析,发现粘黏性严重,因此试验前先进行机械研磨。采用煤灰与硫酸铵焙烧法制备氧化铝,工艺分为焙烧过程和酸浸过程。因滤液中含有大量杂质铁、钙等元素,采用pH调节法除杂并对除杂效果进行检验,检验结果为除杂率接近100%。从提铝渣中制备白炭黑分为碱浸过程和多次碳分过程。在提铝工艺焙烧过程中,通过提铝率变化曲线及节能角度确定了各因素的最佳试验条件为:焙烧温度600℃,焙烧时间60 min,焙烧配料比1∶6;在提铝工艺酸浸过程中,得到最佳试验条件为:酸浸温度60℃、酸浸时间20 min、H2SO4浓度0.2 mol/L、酸浸液固比50。从提铝渣制备白炭黑研究中,通过SEM观察到提铝渣疏松多孔,有利于进一步的提硅试验。通过XRD对提铝渣分析,得出提铝渣中含有大量硅、钙元素;用K值法(RIR法)求得提铝渣中Si含量及经提铝后的Si损失率为7.64%。得出碱浸过程最佳试验条件为:碱浸温度60℃、碱浸时间30 min、碱浸NaOH浓度3 mol/L、碱浸液固比70,此时Si提取率为99%。采用多次碳分法进行提硅能够满足不同硅含量纯度要求,得到最佳碱浸工艺条件为碳分pH=9.5、CO2通气速率24 m L/min、碳分NaOH浓度0.2 mol/L、碳分液固比80。通过双变量相关性分析,得到各因素对提铝率、SiO2提取率及H2SiO3沉淀率影响程度大小分别为:焙烧温度>焙烧时间>焙烧配料比,酸浸时间>酸浸温度>H2SO4浓度>酸浸液固比,碱浸液固比>碱浸温度>NaOH浓度>碱浸时间,碳分pH>碳分液固比>碳分NaOH浓度>CO2通气速率。通过经济性及可行性分析,说明提出的工艺能有效实现准东煤灰的绿色化综合利用。从提铝后的滤液中重新提取(NH4)2SO4,实现生产原料的再利用;碳分过程后的Na2CO3溶液可通过加入石灰苛化的方式实现NaOH可循环利用于提取工艺生产;本工艺除生产氧化铝和白炭黑外,还能获得Na2SO4等附加产品。     

碳酸钠焙烧铝系钒铁炉渣共提取钒与铝

通过对铝系钒铁炉渣碳酸钠焙烧-水浸全过程的矿物分析、热力学计算及对比实验,研究了炉渣中钒、铝同步转化、溶出的机理与规律. 结果显示,焙烧进程中渣中镁铝尖晶石MgO×Al2O3相、CaO×2Al2O3相逐渐消失,MgO相生成,并生成碱熔相Na2O×Al2O3和钒酸盐. 随焙烧温度及时间增加,Na2O×Al2O3和钒酸盐相明显增多,钒、铝溶出率增加. 焙烧熟料经水浸后,液相呈碱性,钒、铝分别以可溶性钒酸钠和铝酸钠的形式进入水相,固相残留物为少量未反应的镁铝尖晶石及新生成的MgO和Ca(OH)2. 在磨矿粒度<75 mm、配碱系数1.0、焙烧温度1000℃及焙烧时间4 h的优化条件下,钒的溶出率可达90%,铝的溶出率可达75%.     

一步法回收和再生废旧钴酸锂电池中的钴酸锂

采用酸浸法和溶胶-凝胶法耦合的一步法技术路线回收和再生LiCoO₂，简化了流程。先使用柠檬酸浸出正极材料中的Co和Li元素，然后采用溶胶-凝胶法从浸出液中直接再生LiCoO₂，柠檬酸在过程中起到了浸出剂和螯合剂的双重作用，简化了回收和再生流程。摸索了柠檬酸浓度、固液比、浸出温度、H₂O₂体积浓度和浸出时间对Co和Li浸出效率的影响规律，探究了煅烧温度对再生钴酸锂结构组成、颗粒形貌以及电化学性能的影响规律。结果表明，最佳浸出条件为：柠檬酸浓度为1.5mol/L，固液比为20g/L，浸出温度为80℃，H₂O₂体积分数为2%，浸出时间为60min。在此条件下，Co和Li的浸出率分别达到93.7%、98.2%。通过电化学分析表明，在700℃下煅烧得到的再生LiCoO₂电化学性能最佳，在1C下经50次循环后可逆放电比容量为118.7mA·h/g，容量保持率为93%。     

采用氯化焙烧-水浸工艺综合提取锂钾铷铯

以锂云母精矿为原料,采用氯化焙烧-水浸工艺进行了综合提取锂、钾、铷、铯的研究,通过焙烧温度、焙烧时间、氯化剂用量、液固比等一系列条件实验,确定了适宜的工艺条件为：焙烧温度为850 ℃、焙烧时间为45 min、无水氯化钙和氯化钠用量均为矿样量的50%、液固质量比为4、浸出时间为45 min。在此条件下,锂、钾、铷、铯的浸出率依次可达89.73%、90.64%、93.27%、91.00%,浸出液中杂质成分除钙含量偏高外,其他杂质镁、锰、铁、铝、硅等浸出都很少。该工艺实现了锂、钾、铷、铯与杂质的高效分离。     

铝质岩中锂的浸出富集实验研究

采用氢氟酸作为浸出剂浸出富集铝质岩中的锂,进行了探索实验和单因素实验。结果表明,在75 ℃、固液比（g/mL）为1∶8、氢氟酸体积分数为17%、反应时间为15 min和搅拌强度为300 r/min的条件下,锂的浸出率高达98.73%;保持其他浸出条件不变,采用常温（25 ℃）浸出,锂浸出率仍可达83.80%。采用XRD分析原矿和浸出渣的矿物组成,结果表明,氢氟酸与铝质岩的反应主要是氢氟酸选择性溶解锂的主要载体矿物高岭石的过程,锂在反应过程中发生迁出与富集。     

新型固定床Raney镍(Ⅱ)成型合金的浸取过程

以20%的拟薄水铝石为黏结剂制备新型固定床Raney镍催化剂,采用苯加氢为模型反应,研究了前驱物成型合金浸取条件对催化剂加氢活性的影响.实验结果表明,对于860℃焙烧2 h后的成型合金,以10%～20%的NaOH溶液在80～90℃浸取3～4 h可得到具有较高加氢活性的固定床Raney镍催化剂.浸取反应可在1～4 h内基本完成,浸取后催化剂表面出现微孔结构,具有较好的苯加氢活性和活性稳定性,可在120℃、0.5 MPa、空速2 h^-1的缓和条件下实现苯的完全转化.     

粉煤灰酸浸提铝及其动力学

对KF为助剂焙烧活化粉煤灰酸浸提铝过程进行了研究,考察了粉煤灰焙烧活化和盐酸浸出条件对粉煤灰中铝浸出率的影响及其浸出过程动力学. 结果表明,焙烧活化优化条件为：时间1 h、温度800℃、粉煤灰与KF质量比为20:4. 浸出温度90℃、浸出时间2 h、盐酸浓度4 mol/L、液固比4 mL/g的条件下,铝提取率达到92.46%. 粉煤灰烧结产物加热酸浸过程符合收缩未反应核模型,反应级数为0.3718,反应活化能为43.49 kJ/mol,过程速率为化学反应速率控制.     

废旧锂离子电池中有价金属钴的回收研究

利用用二甲酚橙分光光度法对废旧锂离子电池中钴浸出率进行研究。探索了加热时间、加入双氧水体积、硫酸浓度、固液比、反应温度等单项最佳测定条件,并在最佳条件下测定废旧锂离子电池中钴的浸出率。实验研究证明,当在加入双氧水的体积为2 mL、加入硫酸的浓度为2 mol/L、水浴温度为70℃、固液比为1∶40、加热时间为60 min时,废旧锂离子电池中Co2+的浸出率为94.9%。     

Na4Ca3(AlO2)10的合成和浸出行为

以分析纯CaCO3,Al2O3和Na2CO3为原料,在1100~1250℃合成了Na4Ca3(AlO2)10,研究了浸出时间、浸出温度、液固比及溶液中碳酸钠和氢氧化钠浓度对Na4Ca3(AlO2)10浸出性能的影响. 结果表明,在1200℃烧结30 min,可以合成纯度高于90%的Na4Ca3(AlO2)10. 当碳酸钠浓度为80 g/L、氢氧化钠浓度18 g/L时,Na4Ca3(AlO2)10在40℃浸出10 min的氧化铝浸出率达到90%以上. 当碳酸钠浓度降为30 g/L时,Na4Ca3(AlO2)10在60℃浸出15 min的氧化铝浸出率大于85%. 浸出时添加氢氧化钠有利于氧化铝浸出率的提高,氢氧化钠浓度大于5 g/L时,氧化铝浸出率可提高10%以上. Na4Ca3(AlO2)10的浸出性能优于12CaO·Al2O3和CaO·Al2O3.