废旧磷酸铁锂电池电极材料的硫酸化焙烧-水浸新工艺北大核心CSCD

针对目前急需解决的废旧磷酸铁锂(LiFePO_(4))电池中有价金属的清洁高效提取问题,提出硫酸化焙烧脱氟-水浸新工艺。用TG-DSC和XRD表征确定了正负极片热处理的适宜条件为:空气气氛、温度575℃。采用正交实验和单因素实验研究了浓硫酸使用量、焙烧时间和温度。水浸液固比、温度及时间对正负极混合料粉末中Fe、P和Li元素浸出率和浸出液中F元素残存率的影响。确定了最优焙烧工艺条件为:浓硫酸使用量为理论用量的0.75倍、焙烧时间2.5 h、温度110℃;最优水浸工艺条件为:液固比4∶1(mL/g)、温度60℃、时间2 h。在此工艺条件下,P和Li的浸出率都达到100%,Fe元素的浸出率为98.85%,F元素在浸出液中的残存率仅为13.11%。     

废旧三元锂离子电池正极有价金属的回收工艺研究

随着电动汽车和大规模储能市场的快速发展,锂离子电池的销量快速增长,随之产生的废旧锂离子电池数量也日益增长。其中,三元正极锂离子电池含有锂、镍、钴、锰等有价金属,具有较高的回收价值。本文以废旧三元锂离子电池正极片为原料,采用高温热处理法去除正极中的粘结剂和导电碳,以提高有价金属在酸液浸出的回收率。重点考察了高温热处理的温度和时间对有价金属酸浸出率的影响。结果表明:当三元正极热处理温度为650℃、时间为120 min时,正极中粘结剂和导电碳分解完全;在酸浸实验中,在硫酸浓度为4 mol/L,H₂O₂体积含量为11.1%、固液比为55.5g/L、反应温度为80℃、反应时间为2 h条件下,锂、镍、钴、锰的浸出率分别达到99.5%、98.9%、98.7%、98.7%。     

正负极混合宏量回收废旧磷酸铁锂电池的探索北大核心CSCD

为模拟实际工业生产中废旧LiFePO_(4)电池回收及其综合应用,本文设计了在酸性条件下对废旧LiFePO_(4)电池正负混合极片中有价金属Li、Cu、Fe的选择性浸出及其产物回收再利用。电池拆解后,将正负混合极片机械粉碎后过筛,得到Cu、Al高含量杂质的正负极混合粉,700℃高温焙烧后,除碳率和除氟率分别为99.03%和99.93%,后对其进行Li、Cu的选择性浸出实验。研究结果表明,浸Li段在H^(+)/Li^(+)的物质的量之比为0.7、浸出温度90℃、浸出时间3 h、液固比为3∶1时,金属元素Li、Fe、Cu、Al的浸出率分别为:91.88%、0.0024%、4.71%、0.11%,实现对Li的有效分离。对浸出液引入饱和Na_(2)CO_(3)作为沉淀剂后,成功回收合成电池级碳酸锂。另一方面,对浸出渣进行450℃焙烧后,滴加浓硫酸控制pH为1.5、浸出温度90℃、浸出时间3 h、液固比5∶1,金属元素Fe、Cu浸出率为:0.11%和92.54%,实现了有价金属Cu的选择性浸出。将处理后的浸铜渣进行酸溶,滴加氨水调节pH至1.8,形成二水磷酸铁,沉淀率可达到95%。焙烧除去二水磷酸铁中的结晶水,得到电池级磷酸铁,纯度为99.48%。     

废锂电池正极活性材料中钴锂的浸提研究

针对废锂电池中正极材料所富含的钴锂,选用H_2SO_4+H_2O_2和P_2O_4分别对其进行了浸出和除杂研究,考察了硫酸浓度、固液比、时间和温度对钴、锂浸提效率的影响。结果表明,在硫酸浓度为2 mol/L、浸提液温度为60℃,反应时间为1 h、固液比为1:15浸提条件下,钴锂的浸提率皆达到99%以上。在pH为2.58、相比为1:1时,锰、锌去除率均在95%以上,少部分镁进入萃余液中,去除率为80%以上。     

硫酸渣煤基直接还原应用基础研究

以硫酸渣和煤粉为主要原料,对硫酸渣含碳球团进行焙烧,考察焙烧时间、焙烧温度、配碳量对球团金属化率的影响,确定了最佳工艺参数,即焙烧温度为1 225℃、焙烧时间15 min、(C)/(O)为1.2时,球团金属化率可达92.5%,此工艺参数满足转底炉高效还原的特点,适用于转底炉工艺。     

稀酸处理对秸秆厌氧发酵产氢的影响

以稻草秸秆为纤维素原料,先利用稀硫酸对其进行预处理,再利用活性污泥进行厌氧发酵产氢。试验研究了压力、温度、硫酸浓度、加压时间、固液比以及原料粒度对预处理结果的影响,并根据产氢量优化了预处理条件。试验结果表明:在硫酸浓度为0.7%、处理压力为0.1MPa、加压时间为60min、固液比为1∶12,秸秆原料过60目筛的情况下预处理效果最好,此时每克秸秆产氢量为113ml,秸秆中半纤维素、纤维素的利用率为87.47%,秸秆的有效利用率为52.38%。     

全钒液流电池提高电解液浓度的研究与应用现状

全钒液流电池电解液为单一钒元素各价态离子的电解质溶液,避免了不同元素离子通过膜渗透产生的交叉污染,电池循环次数高,使用寿命长。全钒液流电池非常适合电站削峰填谷、新能源发电储能和偏远地区供电等。但受钒离子溶解度的限制,全钒液流电池电解液浓度相对较低,导致电池能量密度较低、电解液储罐体积大,钒电池更适用于静态储能系统,而较难应用于电动汽车、电子产品等领域,而电解液成本高也限制了其大规模商业化应用。本工作基于各价态钒离子在不同酸度和温度条件下在传统H₂SO₄溶液中的溶解性能,总结了通过引入添加剂、改变支撑电解质和构建混合相电解液以提高钒电解液浓度和稳定性的方法及研究现状,介绍了不同种类添加剂在高温下稳定V(V)的作用机理,不同酸作为支撑电解质对V的溶解性及电解液电化学性能的影响,以及混合相电解液对于稳定电解液的内在机制。重点分析了最近研究报道的新型高浓度钒电解液,展望了大幅提高钒电解液浓度的可行性及研发方向。综合分析表明,改变传统H₂SO₄支撑电解质,如HCl/H₂SO_4<...     

反应条件对松木稀酸水解过程的影响

以松木屑为原料,稀盐酸为催化剂,探索液固比、反应温度及催化剂浓度等影响因素对可降解糖产率的影响。实验结果表明:在120℃、液固比为6∶1、盐酸浓度为0.5%时,还原性糖产率达到最大。     

新型复合添加剂石煤灰渣二次焙烧提钒研究

为获得新型复合添加剂作用下石煤灰渣二次焙烧的最佳温度条件以及进一步探索复合添加剂促进钒氧化转化的作用机理,针对现有焙烧提钒工艺对广西上林石煤灰渣焙烧转浸率较低的情况,根据上林石煤灰渣的晶体结构以及钒在其中的赋存特点,提出新型复合添加剂(NaCl-CaF2-CaCO3)二次焙烧石煤灰渣提钒的思路。结合XRD、SEM、EDX等技术,对NaCl-CaF2-CaCO3在焙烧过程中的作用机理进行探讨分析。焙烧结果表明,在焙烧温度850℃,焙烧时间30 min,焙烧气氛O2≥5%的条件下,钒浸出率可达80%左右。分析结果表明,只有在复合添加剂作用下打破含钒云母晶格,使钒释放出来,才能在氧化环境下发生V(Ⅲ)→V(Ⅴ)的价态转化反应。     

提高钒渣中V_2O_5品位的基础研究

通过含碳球团高温还原法研究还原温度和还原时间对高硅、高铁低品位钒渣的金属化率及钒富集的影响.结果发现,还原时间为60 min、还原温度为1 400℃时效果最佳,Fe的金属化率达80％以上,同时,可将二次钒渣中V2O5的含量提高至46.50％.     

填料塔中碳酸丙烯酯脱除沼气中的CO_2

以木薯渣发酵产生的沼气为原料气,采用10 m3/d脱碳工艺试验装置,以碳酸丙烯酯为吸收剂脱除沼气中的CO2,分别考察了吸收气液比、吸收压力、吸收温度、空气气提气液比、原料沼气中硫化氢浓度对脱碳效果的影响。试验结果表明,吸收气液比为55、吸收压力为800 kPa、吸收温度15℃、空气气提气液比为10时,净化气中CO2浓度为(6.44±0.34)%,CO2脱除率为(92.48±0.39)%。原料沼气中H2S浓度对碳酸丙烯酯的脱碳效果影响显著,当H2S浓度增加到0.4%时,与以脱硫后沼气为原料气时的脱碳情况相比,净化气中CO2浓度增加了1.66%。     

稀土固体超强酸SO42-/SnO2-CeO2催化合成生物柴油

以工业棕榈酸和甲醇为原料,采用溶胶-凝胶法制备稀土固体超强酸催化剂SO42-/SnO2-CeO2,催化合成生物柴油。考察了稀土氧化铈添加量、焙烧温度、焙烧时间、硫酸浓度、醇酸质量比、催化剂用量和反应时间对酯化反应的影响。结果表明,当氧化铈添加量为5%时,在2.0 mol/L硫酸浸渍后,于550℃下焙烧3 h制备的催化剂性能最好。正交试验结果表明,合成生物柴油的优化条件为醇酸质量比为15∶25,催化剂用量为棕榈酸质量的4%,反应时间为4 h,在此条件下,酯化率为95.4%。经GC-MS分析,酯产物主要为直链十六烷酸甲酯和10-十八碳烯酸甲酯。     

硫酸加入量对铬铁矿硫酸浸出行为的影响

以铬铁矿为原料,采用硫酸浸出工艺,对铬铁矿中铁和铬元素浸出行为进行研究.热力学研究表明,随着硫酸加入量的增大,铬浸出率呈逐渐升高的趋势,而铁浸出率呈先升高后降低的趋势,当硫酸与铬铁矿质量比为2.5时,铁元素浸出率最大,其质量分数为70.1%;且随着硫酸加入量的增大,铬铁尖晶石相逐渐消失,出现了硅酸铁和二氧化硅相.     

负镍蒙脱石对螺旋藻液化制取生物质油影响研究

文章以螺旋藻为原料,结合石油地质学的理论研究,选取粘土矿物蒙脱石负载镍元素作为催化剂,在亚临界条件下制备生物质油,并研究了氯化镍浓度、焙烧时间和焙烧温度3个因素对生物质油产量的影响。研究结果表明:氯化镍浓度为0.7 mol/L,焙烧时间为4 h,焙烧温度为500℃时,生物质油产量最高;螺旋藻液化反应加入负镍蒙脱石后,产率提高了13.28%,生物质油中氮含量降低了12.63%,氧含量提高了18.81%。     

玉米秸秆的渗滤式稀酸预处理

对玉米秸秆的渗滤式稀酸预处理进行了考察,通过对温度、酸浓度、渗滤速度、液固比等影响因素的实验分析,得到了优化的工艺条件:反应温度170℃,硫酸浓度0.25%,液固比为10:1,渗滤速度150mL/min,70%水解液排出后,渗滤速度降为100mL/min。水解液中木糖浓度达到22g/L,糖得率达到约80%。经过稀酸预处理后的玉米秸秆进行酶水解,纤维素转化率达到80%。     

旧瓦楞纸箱和桉木片稀硫酸水解糖化对比研究

利用稀H2SO4对旧瓦楞纸箱(OCC)和桉木片进行水解糖化对比研究,采用正交试验法对各影响因素进行了优化,得到OCC最佳水解工艺:硫酸质量分数为4%,水解温度为180℃,水解时间为40 min,液固比为12(mL/g),还原糖得率为36.70%;桉木片最佳水解工艺:硫酸质量分数为4%,水解温度为180℃,水解时间为60 min,液固比为12(mL/g),还原糖得率为33.81%。在同等条件下,水解OCC还原糖得率明显高于以桉木片为原料进行的水解。利用傅里叶变换红外光谱对水解前后的OCC和桉木片红外结晶指数以及基团结构变化进行了分析,发现水解前后OCC在3 400 cm-1吸收峰强度以及红外结晶指数(N.O’KI)都低于水解前后桉木片,说明再生植物纤维OCC比原生植物纤维更加有利于水解,这与试验结果相一致。     

高温液态水法水解稻秆的试验研究

以广州郊区的稻秆为原料,利用自行设计的小型反应器,以高温液态水的预处理方法,考查了反应时间、温度、压力、液固比、搅拌转速以及预热时间对稻秆水解的影响.实验结果发现:在200℃,压力为4.0MPa,液固比为20:1,搅拌转速500r/min,预热时间为40min时还原糖浓度达到最大值,还原糖转化率为51.85%,原料转化率达到48.18%.通过范氏分析及扫描电镜对此工况下的水解残渣进行了分析,发现半纤维素水解率达到88.90%,预处理后的原料疏松,孔隙增加,因而能够较大程度地提高后续纤维素酶水解的效率.     

含铬污泥铬回收试验研究

以福建省龙海市华宇五金制造有限公司生产过程中产生的含铬污泥为研究对象,应用沉淀-溶解原理进行铬回收工艺技术试验研究。研究结果表明,在盐酸浓度为6mol/L,液固比为10,浸出时间为1h的条件下,铬的浸取率达到94.19%;在温度为55～60℃时的酸性条件下,以铬酸铅的形式回收铬,铬的回收率可达97%以上,满足含铬污泥工业化回收铬的技术要求。     

四氢糠醇-稀酸体系预处理杂交狼尾草的试验研究

以杂交狼尾草为研究对象,采用四氢糠醇-硫酸体系在常压较低温度下进行预处理研究,优化该预处理体系得到最佳预处理条件为0.1 mol/L硫酸、反应温度120℃、反应时间2 h、固液比为1∶12,在此条件下残渣中纤维素、半纤维素的保留率分别为86.17%、9.01%,木质素脱除率为98.16%;对预处理残渣进行酶解,72 h时酶解率可达99.01%,比未处理原料的酶解率高2.6倍。通过使用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱、热重分析等方法对预处理后残渣及原料的组成及结构进行分析测试,表明四氢糠醇-硫酸预处理能有效脱除木质素及半纤维素,破坏平整的原料表面结构,提高原料的酶解率。     

双翅片矩形相变储能单元蓄热性能实验研究

以双翅片矩形相变储能单元为研究对象,开展不同边界温度下（50℃、55℃、64℃、69℃、73℃）相变材料熔化过程的可视化实验,通过观察相变材料固液相变界面、温度和液相率变化分析储能单元内相变材料的熔化行为和传热规律,探究不同边界温度对储能单元蓄热性能的影响。研究表明：熔化后期储能单元内出现的熔化死角极大延长了蓄热时间,熔化死角用时比均大于30%;边界温度增加,固液相界面形状无明显变化,相变材料内温度分布及变化趋势相似,但固液相界面演化进程加快,自然对流加强,相变材料内温度分布不均匀性最大增加60%,相变温度最大增加2.9℃;边界温度从50℃提高至73℃时,完全熔化时间缩短510 min,且边界温度越低时(Fo)/(Ste)越大,表明在边界温度较低时,增加边界温度对相变材料的强化传热效果更明显。