从废旧锂离子电池中回收制备磷酸锂的工艺研究

为研究化学沉淀法对废旧锂离子电池中锂元素的回收并提高锂的回收率,以磷酸钠为沉淀剂,研究了磷酸钠加入量、反应温度、锂离子浓度、磷酸钠浓度、反应时间和溶液pH等因素对磷酸锂沉淀率的影响.实验结果表明,在磷酸钠加入量为理论量的110％、反应温度为95℃、锂离子浓度为11.649 g/L、磷酸钠浓度为100 g/L、反应时间为30 min、溶液pH保持不变的优化条件下,获得的磷酸锂沉淀率为98.7％,溶液中绝大部分的锂被回收.     

含钪黑钨渣酸浸液中锆的N235+TBP预萃取

湖南某黑钨渣硫酸浸出液(硫酸的浓度为1.8 mol/L)的钪、锆元素含量分别为48.18、138.00 mg/L,为消除锆对萃取钪的影响,在萃取钪前以N235和TBP为复合萃取剂进行了除锆预萃取试验。结果表明:1在复合萃取剂N235、TBP与磺化煤油的体积比为15∶15∶70,有机相与水相相比为1.5∶1,萃取时间为5 min,萃取温度为25℃,萃取振荡频率为120 r/min情况下进行单级萃取,对应的锆、钪萃取率分别为92.03%和0.96%;在硫酸溶液浓度为5mol/L、反萃相比为3∶1、反萃时间为30 min、反萃温度为25℃、振荡频率为180 r/min情况下进行3级反萃,对应的锆、钪反萃率分别为99.23%和98.22%。因此,该工艺可高效地分离锆、钪。2再生有机相对萃原液中锆的萃取率可达91.97%,与新配制萃取剂效果接近,说明再生萃取剂可以循环利用。     

四川黏土型稀土矿钪浸出工艺研究

针对四川黏土型稀土矿中稀土元素、钪含量低,铝和钙含量高,钪元素难以浸出等问题,提出采用碱分解—盐酸浸出工艺来处理该黏土型稀土矿,考察了初始酸度、矿浆液固比、浸出温度和浸出时间等浸出条件对钪浸出的影响。结果表明: 在初始盐酸浓度9 mol/L、矿浆液固质量比2:1、反应温度90 ℃、反应时间60 min的条件下,Sc的浸出率为94%左右,Al、Ca、Fe、Mg和Ti等元素浸出率分别为45%、98%、68%、91%和71%左右,实现了四川黏土型稀土矿中Sc元素的浸出和提取利用。      

某选铜尾矿的浸钪试验研究

针对某含钪选铜尾矿,进行了直接酸浸和选矿预富集再酸浸提钪两种方案的对比研究 。结果表明,两种方案均能实现铜尾矿中钪的酸浸回收,且浸出条件相当。在浓硫酸加入量60%,萤石加入量10%,温度90℃,液固比3.0~4.0:1,浸出时间8h的最佳条件下,尾矿直接酸浸的钪浸出率达90.36%,选矿预富集获得钪精矿再酸浸的钪浸出率达到91.23%。经济计算表明,后者每生产1kg氧化钪的成本要低于前者0.22万元。     

赤泥中硫酸选择性浸出铁、钪及动力学研究

以硫酸为浸出剂,进行了酸浸初步分离铁、钪的研究,考察了反应时间、反应温度、液固比、硫酸浓度等对浸出率的影响。结果表明,在40 ℃、液固比10∶1、硫酸浓度10 mol/L条件下浸出30 min,铁、钪浸出率分别为11.32%、58.41%。酸浸铁、钪的动力学研究结果表明,赤泥酸浸铁的过程符合未反应收缩核模型,受化学反应控制,其表观活化能为41.79 kJ/mol;而赤泥酸浸钪的过程符合多相液固区域反应动力学特征,受扩散控制,其表观活化能为6.72 kJ/mol。     

用壳聚糖膜制备高纯钪

钪是一种典型的稀散元素,几乎总是以痕量状态与黑钨矿,钛铁矿和稀土矿伴生在一起,所以提取钪很困难,制备高纯钪更是困难,本文研究高纯氧化钪的制备。将纯度为９９％的氧化钪中的杂质钛,铁,钙,镁、锰,铝分两部分离。先用壳聚糖膜的电渗析法除去钛和铁,再用溶剂萃取法除去余下的钙,镁,锰和铝。     

非高纯氧化钪制备高纯无水氯化钪熔盐的试验

采用惰性气体气流中一步快速升温脱除氯化铵和剩余结晶水工艺,利用非高纯氧化钪制备高纯无水氯化钪熔盐。工艺条件的影响试验结果表明:在脱氯化铵和剩余结晶水阶段温度为400℃、保温时间为120min、升温速度为11℃/min、氯化铵与氧化钪重量比=1.8:1、氧化钪与辅盐重量比=1:5、惰性气体流量为6.0L/min的综合工艺条件下,高纯无水氯化钪熔盐中钪的水解率为1.95%。扫描电镜形貌及电子探针微区成分分析表明,高纯无水氯化钪熔盐结晶状态较好,其他杂质元素的含量较低。     

从氯氧化锆母液中回收钪的研究

为了有效回收氯氧化锆母液中的钪, 采用45%N₂₃₅+5%仲辛醇+50%煤油组成的有机相对氯氧化锆母液进行预处理, 实现了母液中的Fe、U与Sc的有效分离。使用30%P₂₀₄+70%煤油组成的有机相萃取富集母液中的钪, 用4.5 mol/L H₂SO₄+1 mol/L H₂O₂+0.4 mol/L HF混合液洗杂, 然后用2.5 mol/L氢氧化钠溶液反萃Sc, 钪反萃物经酸溶、草酸沉淀、灼烧得到Sc₂O₃产品。本工艺简单合理, 成本低, 钪单级萃取率达99%, 洗涤中钪损耗率为1.19%, 钪反萃率达97.5%,Sc₂O₃产品纯度为98%, 是一种从氯氧化锆母液中回收钪的有效方法。     

无水氟化钪湿法制备新工艺研究

本文研究了以Sc2O3 为原料, 盐酸溶解,氨水调节控制pH在3.5~4.0,加入氟化铵进行沉淀形成氯化铵氟化钪复盐沉淀。复盐沉淀经分阶段升温保温,脱水、分解脱铵后,制备纯度为99%以上无水ScF3的湿法新工艺。研究表明, 工艺简单可行,可有效抑制ScF3制备过程中的水解,减少还原性能差的ScOF的生成,产品能满足金属钪及铝钪中间合金制备对产品的要求。     

长链聚合磷酸酯络合沉淀分离稀土与铝的研究

在离子型稀土矿浸出过程中,稀土浸出的同时大量的非稀土杂质如铝离子也会进入稀土浸出液中。本文针对稀土浸出液中杂质铝离子的去除问题展开研究,采用聚磷酸丁二酯选择性络合沉淀料液中的稀土元素,分别考察了溶液pH、聚磷酸丁二酯的量、反应时间、反应温度对除铝效果的影响,结果表明:以聚磷酸丁二酯作为络合沉淀剂,控制模拟料液的pH值为2.5、加入m（聚磷酸丁二酯单体）:m（RE3+）=12:1当量的聚磷酸丁二酯、反应时间为10 min、反应温度为50℃时,稀土的沉淀率为91.35%,铝的共沉淀率为11.22%,有效地实现了稀土与铝的分离。      

失效磷酸基抛光液直接制备纳米锥冰晶石

研究由失效磷酸基抛光液直接制备纳米锥冰晶石新工艺。在反应温度50℃,反应时间40 min,搅拌速度200 r/min,氢氧化钠用量为理论化学计量的1.0倍,氢氟酸添加量为理论化学计量的1.2倍,静置时间1 d的条件下,失效磷酸基抛光液中铝脱除率可达90%以上,锥冰晶石产率为抛光液处理质量的8%～10%,锥冰晶石粒径在25～30 nm。与传统失效磷酸基抛光液处理工艺比较,新工艺不仅使抛光液得到再生利用,而且容易获得纯度高的纳米锥冰晶石产品,具有良好的推广应用前景。     

从氧氯化锆母液中分离制备氧化锆的研究

采用有机协同萃取剂将氧氯化锆母液中的锆萃取到有机相中得到含锆萃取物, 锆萃取物经洗涤、反萃、氨沉和灼烧得到核能级氧化锆产品。试验结果表明:当料液中游离酸酸度为5 mol/L, 有机相组成为20%TOPO+10%Cynex272+70%磺化煤油, 萃取相比为2〖DK〗∶1时, 锆铪分离效果较好, 锆萃取率达到98.68%;有机相洗涤试验中铪反洗率为97.33%, 锆损耗率仅1.25%;盐酸酸度为0.5 mol/L时, 锆反萃效果较佳, 达到98.90%。最终制得的氧化锆产品纯度达到99.90%, 铪含量仅为0.0030%。     

四川某黏土矿中钪和钛的焙烧浸出试验研究

以四川某地含钪、钛、稀土黏土矿为研究对象,进行钠盐焙烧-酸浸、直接酸浸、硫酸化焙烧-水浸、空白焙烧-酸浸探索试验。结果表明,直接酸浸、空白焙烧-酸浸对钪和钛的回收效果均不好。硫酸化焙烧-水浸对钛的回收效果很好,但钪的浸出率较低。钠盐焙烧-酸浸试验结果表明,适宜的焙烧条件为:碳酸钠用量80%,焙烧温度800℃,焙烧时间1h;适宜的浸出条件为:10v.%硫酸,液固比20:1,浸出温度60℃,搅拌浸出时间2h;钪的浸出率为89.98%,钛的浸出率为80.55%。液固比对钪和钛的浸出率有显著影响,增大液固比可以暂时解决硅酸造成的过滤困难的问题。      

用钛白副产硫酸亚铁合成磷酸铁前驱体北大核心

钛白副产硫酸亚铁的提纯及再利用对于提高该含铁产品的附加值以及资源的综合利用都具有重要意义。对钛白副产硫酸亚铁中锰的脱除及铁的再利用进行研究。理论分析了双氧水氧化Fe^(2+)为Fe^(3+)及高锰酸钾氧化Mn^(2+)为MnO_(2)的可行性,通过试验考察了氧化剂用量、体系pH值、反应时间对锰脱除的影响。结果表明:在KMnO_(4)用量为理论值的1.0倍、pH=1.20、氧化时间30 min的条件下,锰的脱除率可达到99.9%,净化后溶液中锰含量降低至0.28 mg/L。以净化所得硫酸铁溶液作铁源,用液相沉淀法合成磷酸铁,可获得纳米级高纯度的无定型态二水磷酸铁前驱体,且该前驱体经煅烧可转变为α-石英型正磷酸铁。     

磷酸单双辛酯的合成研究

磷酸单、双辛酯是一种重要的阴离子表面活性剂和缓蚀阻垢剂,在精细化工和石油化工行业起着非常重要的作用。本实验就是以磷酸和异辛醇为原料,选择催化性能良好的钨磷酸为催化剂。催化剂制备工艺参数和反应条件对反应有很大影响。钨磷酸含量为5.0%时催化剂活性最好;产品收率随催化剂用量的增大而提高,当催化剂用量超过2.0%时,产品收率基本不变;增大醇酸比有利于反应进行,但醇酸比超过2.3时,产品收率开始降低;该反应时间进行4h后反应完全。实验得到的合成磷酸辛酯的最佳条件为以钨磷酸为催化剂,钨磷酸含量为5%,催化剂用量为原料质量的2.0%,异辛醇与磷酸摩尔比为2.3,反应时间为4h。此时磷酸辛酯收率可达87.4%。     

以精炼铋烟尘为原料冶炼锑工艺

以含砷精炼铋烟尘为原料, 采用盐酸浸出-水解-转化-还原熔炼工艺冶炼锑, 消除了其危害性并使其得到资源化。当固液比为1∶3, 反应时间为4 h, 反应温度为80 ℃, 盐酸用量为1.2倍理论量时, 盐酸浸出精炼铋烟尘, 锑浸出率可达99.5%。盐酸浸出液在稀释比为10∶1, 水解温度为25 ℃时, 水解1 h, 得到氯氧锑。氯氧锑在固液比为1∶1.6, 反应温度为25 ℃, 反应时间为1 h, 氨水用量为1.2倍理论用量时, 转化得到纯度为90.76%的三氧化二锑。实验探讨了三氧化二锑还原熔炼过程中温度、反应时间、还原剂无烟煤用量、熔剂碳酸钠用量对锑直收率的影响。当反应温度为1 100 ℃, 反应时间为45 min, 还原剂无烟煤用量和熔剂碳酸钠用量分别相当于三氧化二锑质量的4.9%和4.32%时, 还原熔炼所得金属锑含量为99.04%, 锑直收率达到93.2%。     

模拟菱锰矿硫酸浸出液中铁离子的去除

为了考察菱锰矿硫酸浸出液采用Na₃PO₄除铁的可行性,以及除铁所生成的FePO4滤渣用NaOH处理以回收PO₄^3-的效果,对Mn²⁺、Fe²⁺浓度分别为18.04、5.20 g/L的模拟菱锰矿硫酸浸出液进行了Na₃PO₄除铁、PO^3-₄回收工艺条件试验。结果表明：在H₂O₂用量为理论量、溶液pH=1.8、Na₃PO₄用量为1.7倍理论量、搅拌时间为15 min情况下,Fe²⁺去除率达99.85%、Mn2+损失率仅为2.23%;FePO4滤渣用0.75倍理论量的NaOH处理,反应3 h时的PO^3-₄回收率达98.24%。因此,菱锰矿硫酸浸出液采用Na₃PO₄除铁不仅可行,而且因PO3-4可回收再利用,除铁工艺成本较低。     

磷酸盐沉淀法从低浓度含锂溶液中回收锂的研究

采用磷酸盐沉淀法从低锂高盐溶液中沉淀锂, 研究了pH值、温度、磷酸三钠用量以及盐效应对锂沉淀率的影响。结果表明: 对于低锂高钠溶液, 在反应温度90 ℃、磷酸三钠加入量为1.2倍理论用量、反应前液pH值为8时, 锂沉淀率达95.15%; 而对于低锂高铵溶液, 在反应温度90 ℃、磷酸三钠加入量为1.2倍理论用量、反应前液pH值为11时, 锂沉淀率达96.42%。试验还发现: 在30 ℃下, 盐效应对锂沉淀率影响较大, 锂离子沉淀率随硫酸钠浓度升高而降低。该研究可为回收低浓度含锂溶液中锂提供理论指导。     

石煤浸出液分离富集钒的研究

采用氯化钙沉钒-碳酸铵溶出从石煤浸出液中分离富集钒, 探讨了氯化钙用量、反应时间和反应温度对沉钒率的影响以及碳酸铵用量、反应时间和反应温度对钒溶出率的影响。结果表明: 在氯化钙与五氧化二钒摩尔比为5∶1, 反应时间为40 min, 反应温度为70 ℃条件下, 沉钒率为97.2%; 在碳酸铵与五氧化二钒摩尔比为6∶1, 反应时间为2 h, 反应温度为90 ℃条件下, 钒溶出率为98.0%; 煅烧后得到纯度为99.0%的五氧化二钒, 钒的总回收率大于90%。     

富钒溶液直接制备高纯V2O5的实验研究

采用磷酸铵镁法净化含钒富集液, 脱除硅、磷, 考察了除杂剂加入量、温度、pH值、铵镁比、反应时间等因素对杂质去除率的影响。结果表明, 最佳净化除杂条件为: 100 mL含钒富集液中加入200 g/L的氯化铵溶液8 mL, 按铵镁比1.4加入氯化铵, 直接使用原溶液(pH≈10.2)于室温下搅拌净化30 min后过滤得净化液, 除磷率达到96%以上, 除硅率达到87%, 钒损失率可控制在2%左右。经过沉钒、过滤、洗涤、烘干、煅烧后, 获得了纯度99.93%的高纯五氧化二钒。经重复性试验验证, 此工艺稳定可靠、流程简单, 而且生产成本低, 可为高纯V₂O₅制备提供技术方案。