【摘 要】
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针对当前退役锂离子电池有价金属提取工艺选择性差、环境风险突出的瓶颈问题,提出了碳/硫协同选择性提锂的新思路.首先在系统考察(NH4)2SO4、NH4HSO4、NaHSO4和H2SO4分别作为
【机 构】
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上海第二工业大学电子废弃物研究中心资源循环科学与工程中心上海电子废弃物资源化协同创新中心上海201209;北京市过程污染控制工程技术研究中心中国科学院过程工程研究所环境技术与工程研究部中国科学院绿色过
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针对当前退役锂离子电池有价金属提取工艺选择性差、环境风险突出的瓶颈问题,提出了碳/硫协同选择性提锂的新思路.首先在系统考察(NH4)2SO4、NH4HSO4、NaHSO4和H2SO4分别作为焙烧剂对退役锂离子电池LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极粉末中锂的浸出选择性、环境友好性和经济性影响的基础上,确定H2SO4为最佳焙烧剂.基于此,研究了石墨添加量对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中锂的浸出选择性的影响,揭示了C/S协同强化锂的浸出选择性的转化路径及其机制.结果 表明,在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2与H2SO4物质的量比为2∶1、石墨添加量为20％(w)、焙烧温度为600℃、焙烧时间为120 min的最优条件下,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中锂的浸出率高达93％,回收的Li2CO3纯度高于电池级Li2CO3纯度要求;Ni、Co和Mn均进入渣相,经分离纯化后可作为合成正极材料的前驱物,分离得到的石墨可回用于硫化焙烧过程的添加剂.通过对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2混合粉末(含20 wt.％石墨)硫化焙烧热行为及其产物X射线衍射(XRD)表征表明,石墨的添加降低了硫化焙烧的反应温度,通过C/S协同作用强化了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中锂的选择性浸出,且不产生SOx等有毒有害气体.本工作结合硫化焙烧和碳热还原优势,为退役锂离子电池正负极材料的同步循环利用开辟了新思路,实现了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中锂的高效选择性清洁提取和废石墨负极的循环利用.
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