锂电池废液的回收

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  资源的循环利用是现代社会科学发展的必然选择,为发挥自然资源最大化效益,必须改变传统生产对资源利用形成的“资源——产品——废弃物”的单向直线模式,避免出现创造的财富越多,消耗的资源和产生的废弃物就越多,对环境资源的负面影响也就越大的不利局面。要采取“资源——产品——再生资源”的资源深度利用模式,实现资源的高效和循环利用,促进污染的低排放甚至零排放,保护环境,实现社会、经济与环境的可持续发展。本文以锂离子电池制备废液的回收实验为例,说明资源循环利用是行之有效的科学之路。
  人类只有一个地球,保护好地球生态环境也就是保护好人类赖以生存的家园。近几年来,随着手机的普及,手机使用的锂离子电池数量急速增加,工厂排放的废液也逐年大幅度增多。如果处理不当会产生严重的安全隐患及环境污染,同时还会造成极大的资源浪费。
  在化学老师的帮助和鼓励下,我查阅了废液的回收和处理相关资料,利用学习到的化学知识,尝试从企业的锂离子电池制备废液中回收贵重金属锂,实现贵金属资源的循环利用。以下是我的实验过程,希望与大家分享我的实验体会。
  实验的基本原理和化学反应式
  锂离子电池作为一种新型绿色环保的能源,其发展必然受到全球的关注,特别是动力锂离子电池在纯电动汽车中的应用,为锂离子电池业的发展带来广阔的市场前景。正极材料是锂离子电池特别是动力锂离子电池发展的关键。目前公认的安全环保的正极材料是LiFePO4,其具有放电电压高(3.4V)、放电容量高(170mAh/g)、循环稳定性及热稳定性良好、原料成本低及环境友好等优点。但是由于LiFePO4本身电导率较低,大倍率充放电性能差,循环性能一般等,限制了其商业化进程。近年来,随着国内外研究者对水热法合成LiFePO4进行研究的发展,打破了LiFe-PO4循环寿命不理想的问题,由于水热法合成的材料颗粒具有结晶完好、无团聚、分散性好、粒径小、形貌规则、杂质含量低等特点,因此采用水热法制备的LiFePO4材料具备充放电可逆性强、循环寿命长的优势。
  锂电企业采用水热法制备[LiFePO4,]其反应原料为[LiOH、NH4H2PO4、FeSO4,]所加入量分别为1.08mol、0.36mol和0.36mol,实际参与反应方程式为:
  化学实验单调而枯燥,但对实验结果的期待却支撑着我耐心操作。在化学老师的指导和帮助下,我通过实验增强了探索未知领域的兴趣,收获了变费为宝的喜悦,感受到资源循环利用大有可为。我深刻体会到知识就是财富,知识就是生产力,我现在学到的化学知识还十分有限,要通过努力学习,掌握更加多高、精、尖科学技术知识,为国家富强和社会进步贡献聪明才智,切实保护好地球环境、合理利用有限的地球资源,实现共建和谐、美丽人类家园的梦想。
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