【摘 要】
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随着我国经济实力的不断提升,锂离子电池已成为储能材料市场上不可或缺的一种产品。锂离子电池凭借其高比能量、安全等良好的性能,在电子设备、军事、电器等领域被广泛应用。随之也产生了大量的废旧锂离子电池,废旧锂离子电池的处理及回收利用对于资源综合利用和环境保护都具有非常重要的意义。本文采用湿法冶金工艺对废旧锂离子电池(18650型)正极材料中的镍、钴元素进行了回收。首先通过选择性溶解法分离正极材料的集流体
【基金项目】
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陕西省自然科学研究计划项目(2018JM5133);
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随着我国经济实力的不断提升,锂离子电池已成为储能材料市场上不可或缺的一种产品。锂离子电池凭借其高比能量、安全等良好的性能,在电子设备、军事、电器等领域被广泛应用。随之也产生了大量的废旧锂离子电池,废旧锂离子电池的处理及回收利用对于资源综合利用和环境保护都具有非常重要的意义。本文采用湿法冶金工艺对废旧锂离子电池(18650型)正极材料中的镍、钴元素进行了回收。首先通过选择性溶解法分离正极材料的集流体与活性物质,再以硫酸+还原剂为浸出剂对活性物质进行处理,最后用水热合成-煅烧法直接从浸出液中回收电极材料中有价金属。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等对电极材料、回收产物的物相组成、形貌特征和元素含量等进行了分析。采用化学滴定法与仪器测定法分析浸出液中金属离子的浓度。采用自行配制的溶液对废旧锂电池正极材料进行选择性溶解,以分离出正极活性物质与集流体,考察溶剂用量、溶解时间对正极活性物质脱除率的影响。实验表明:当溶剂用量为150 m L,溶解时间为60 min时,正极活性物质的脱除率达到95%以上。研究硫酸浓度、还原剂体积分数、浸出温度和时间、固液比因素对金属浸出率的影响。结果表明,在CH2SO4=2.5 mol/L、H2O2(v/v%)=10%、T=80℃、t=80min和S/L=1:14 g/m L的条件下,镍、钴、锰的浸出率分别为93.82%、99.53%、14.88%。用水热合成—煅烧法从硫酸镍、硫酸钴溶液制备钴酸镍,研究了沉淀剂种类、水热温度、煅烧温度和镍钴原子比对Ni Co2O4材料形貌及物相的影响,结果表明:以草酸为沉淀剂,当镍钴原子比为1:2.0,水热温度160℃~180℃、煅烧温度450℃时,经氧气煅烧,可制得棒状的钴酸镍。以浸出液为原料,水热温度120℃,制备出Ni Co2O4材料。对废旧锂电池正极材料采用选择性溶解-浸出-水热合成-煅烧的工序进行处理,最终可得到Ni Co2O4材料,初步实现了废电极材料的综合利用。
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