钛酸锂(Li4Ti5O12)电池因具有高稳定性、高安全性、充电快和高强度电流等优点而逐渐取代传统的锂离子电池,开始应用于新能源汽车和电动摩托车等领域。除此之外,钛酸锂电池在辅助电网的储能系统和许多军事领域中也得到了应用。如果不对其进行资源二次利用,大量的废弃钛酸锂电池势必会造成严重的环境污染。本文提出了一种从废旧钛酸锂电池中回收钛和锂并制备成纳米二氧化钛的有效方法。在集流体的预处理过程中,用氢氧化钠溶解铝并在400℃煅烧以除去其中碳和粘结剂。剩下的废旧钛酸锂采用硫酸和双氧水浸出,考察了硫酸和双氧水浓度、浸出温度等因素对浸出率的影响。然后,研究了伯胺萃取剂N1923对浸出液中钛选择分离效果。最后,使用尿素和十二烷基苯磺酸钠,采用均相沉淀法制备纳米二氧化钛。在浸出实验中,双氧水的加入对加速钛酸锂的溶解非常关键。同时,浸出时间对浸出率的影响也很显著。基于实验研究,在4mol/L硫酸、20vo1.%双氧水、4小时、80℃和固液比为0.025g/mL条件下,钛和锂的浸出率达到最大,分别为98%和97%。萃取实验研究表明,在萃取剂浓度为30vo1.%,相比O/A=2,萃取时间为10分钟的条件下,钛的萃取率可达到98.8%,而锂的萃取率只有1.4%,而温度对萃取效果的影响可以忽略。在室温条件下,载荷有机相中的钛可以用2mol/L硫酸有效剥离,剥离率达到98%。通过蒸发浓缩,萃余液中锂离子浓度由0.74g/L增加至1.11g/L,然后滴加饱和碳酸钠溶液沉淀其中的锂生成碳酸锂,锂的回收率达到85%。在纳米二氧化钛制备实验中,通过称量和扫描电镜(SEM)分析测试手段研究了钛离子浓度、尿素用量、反应温度、反应时间等因素对纳米二氧化钛的收率和粒径的影响。XRD检测表明制得的纳米二氧化钛主要是锐钛型结构。从SEM图中可知其尺寸主要分布在100nm。