杂质离子对不同萃取体系下镍钴分离的影响研究

分别考察了微生物浸出液中主要杂质离子(Mg2+,Ca2+,Fe2+,Fe3+)对Cyanex272-P507协萃体系、Cyanex272萃取体系和P507萃取体系在低p H值条件下分离回收模拟微生物浸出液中低含量钴镍的影响。研究发现杂质离子对3种萃取体系的钴萃取率和钴镍分离系数均有较大影响,其中Fe3+的影响最大,而杂质离子对镍萃取率影响不大,其仍保持在较低水平。3个萃取体系中Cyanex272萃取体系是受杂质离子影响最严重的萃取体系,少量杂质离子的增加就会使其钴镍分离系数以及钴萃取率发生显著的下降,而Cyanex272-P507协萃体系受杂质离子影响次之,P507萃取体系受影响最小。在杂质离子浓度较低时,相对于其他两个体系,Cyanex272-P507协萃体系可以实现更低的杂质离子萃取率。运用Cyanex272-P507协萃体系萃取分离钴镍时,为尽量降低杂质离子对钴萃取率和钴镍分离系数的影响,钴镍料液中所含杂质离子Mg2+,Ca2+,Fe2+,Fe3+的最高含量分别是:90.0,21.0,52.0,8.8 mg·L-1。     

用Na-Cyanex 272从混合硫酸盐溶液中分离钴和锂

Basudev Swain等研究了用Na—Cyanex272作萃取剂从混合硫酸盐溶液中溶剂萃取钴和锂，研究了不同参数，如料液pH，萃取剂浓度，料液中钴、锂离子浓度的影响，以及不同无机酸，如H2SO4，HCl，HNO3的反萃取行为。用0．03moL／L Na—Cyanex272，在平衡pH为6．90，混合溶液中硫酸钴和硫酸锂的浓度为0．01mol／L条件下萃取钴和锂的最大分离系数为62。在此条件下，钴的萃取率约84％，约8％的锂被共萃取。     

锂离子电池正极废料中钴和锂的回收

开展了锂离子二次电池正极废旧材料中钴和锂的回收研究。采用"碱浸除铝-硫酸体系还原浸出-P204萃取"的化学浸取、溶剂萃取法,可使钴和锂得到有效回收。铝的总去除率在98%以上,钴和锂的浸出率大于98%,体系钴的总收率在94%以上;控制P204萃取平衡体系水相的pH值在5.7左右,相比3:2,可得到良好的萃取分离效果。     

溶剂萃取法制备锂离子电池用硫酸钴工艺研究

研究了用粗氢氧化钴制备锂离子电池用硫酸钴的工艺.采用稀硫酸优溶除杂、还原浸出、氧化沉淀法除铁、锰、砷,氟化沉淀法除钙、镁,P204萃取深度净化除杂;P507萃取除钠及分离镍、钴,制备出适用于生产锂钴氧化合物的电子级硫酸钴.     

不同萃取体系分离微生物浸出液中低含量镍钴

采用P507一Cyanex272混合萃取体系分离微生物浸出液中的镍钴,实验结果表明该体系具有较好的协萃效应.结合低含量镍钴的微生物浸出液体系高酸度、低钴镍比的特点,对比了P507、Cyanex272和P507-Cyanex272三种萃取体系对镍钴的萃取分离效果,确定了在初始pH值1.5~2.2、对应的平衡pH值4.00~5.25条件下P507-Cyanex272协萃体系有较好的镍钴分离效果.系统考察了室温28℃下协萃体系各影响因素对镍钴分离的影响,确定协同萃取的最佳工艺为:P507与Cyanex272摩尔比3:2,皂化率60%,萃取剂体积分数10%,有机相(由萃取剂与煤油组成)和水相体积比1:4.在此条件下钻的一级萃取率为99.16%,镍钻分离系数为932.59.      

废旧三元电池正极活性材料盐酸浸出液中钴锰共萃取分离镍锂

废旧三元电池正极活性材料盐酸浸出得到含金属钴、锰、镍、锂的浸液,比较选择了新型萃取体系Aliquat336+TBP/煤油共萃取钴锰并分离镍锂,提出了浸液中回收有价金属的新方法。研究了萃取剂种类、修饰剂、萃取剂浓度和相比等因素对钴锰共萃取分离镍和锂的影响。研究表明,当浸出液中氯离子浓度高于6.5M时,Aliquat336+TBP在煤油稀释剂中能够有效萃取钴锰分离镍锂,其它胺类萃取剂如Alamine 304、Alamine 308和Alamine336萃取效果明显低于Aliquat 336。优化条件下Aliquat 336+TBP体系对Co/Mn、Co/Ni和Co/Li分离系数分别为7、1 061、3 183;Mn/Ni和Mn/Li分离系数分别为156和468,表明钴锰能实现高效共萃,并与镍锂高效分离。TBP在体系中主要作为相修饰剂,但对钴锰的萃取起到了协同萃取的效果。采用Aliquat 336+TBP萃取体系共萃取钴锰,设计了废旧三元电池正极活性材料盐酸浸出液中回收钴镍锰锂的新方法。     

电化学还原辅助废旧锂离子电池正极材料高效浸出

为了提高废旧锂离子电池正极材料中有价金属的浸出效率,采用电化学还原法实现对正极材料中有价金属的高效浸出。采用单因素试验探索硫酸浓度、浸出时间、温度和电流密度等因素对锂、镍、钴和锰浸出率的影响,借助扫描电镜、X射线衍射仪对电化学浸出前后正极片的表面形貌、元素分布及物相组成进行综合分析。结果表明：在外加电场的作用下实现了有价金属的还原,正极材料浸出后,主要剩余具有多孔结构的黏结剂PVDF;在硫酸浓度0.8 mol/L、浸出时间60 min、温度50 ℃、电流密度30 mA/cm2的条件下,锂、镍、钴和锰的浸出率可分别达到97.2%、95.68%、95.09%、94.61%。     

用Cyanex272从钴、镍、镁的硫酸盐溶液中溶剂萃取铝

P．E．Tsakiridis和S．Agatzini—Leonardou研究了用有机膦萃取剂Cyanex272从钴、镍、镁的硫酸盐溶液中萃取和分离铝。为了确定平衡时的萃取pH、温度、萃取剂浓度和有机相与水相体积比的主要影响和相互作用，采用了统计设计与分析。也进行了用硫酸溶液反萃取负载于Cyanex272有机相上的铝的统计设计试验。估算了萃取和反萃取铝所需的段数。连续逆流小型工厂试验结果证实了从钴、镍、镁的硫酸盐溶液中回收铝。     

用P507-Cyanex272协萃体系从电解锰合格液中萃取分离锰镁钙

研究了采用P507-Cyanex272协萃体系从电解锰合格液中萃取分离锰镁钙，考察了水相pH、有机相皂化率、萃取相比、萃取剂体积分数、萃取温度、混合时间及Cyanex272添加量对锰、镁、钙离子萃取率的影响，并对负载有机相进行洗涤、反萃取分离去除钙镁杂质。结果表明：在水相pH=4.5、有机相皂化率50%、萃取相比V_o/V_a=2.5/1、萃取剂体积分数30%、萃取温度35℃、混合时间5 min、Cyanex272占比60%条件下，锰、镁、钙萃取率分别为64.28%、15.77%和16.24%;负载有机相分别用0.03 mol/L稀硫酸溶液和30 g/L硫酸锰溶液进行两段洗涤，再以1 mol/L硫酸反萃取，反萃取液中锰、镁离子质量浓度分别为52.57 g/L和0.27 g/L,反萃取液再经高纯碳酸锰中和—协同萃取—反萃取，可满足电池级硫酸锰生产要求。     

用Cyanex272和Cyanex302从含镁的硫酸盐溶液中分离钴和镍

P.E.Tsakiridis和S.Agatzini-Leonardou研究了用膦类萃取剂Cyanex272和Cyanex302从硫酸镍溶液中同时萃取分离Co(Ⅱ)和Mg(Ⅱ)。水相中的镍用Cyanex272浓缩,然后用合成的镍废电解液反萃取,产生适合于镍电积的溶液。     

用酸浸—生物浸出工艺从废锂离子电池电极材料中回收金属钴铜镍

研究了采用长期筛选驯化得到的一株金属耐受能力较强的氧化亚铁硫杆菌(T.f.)ESY06,以酸浸—生物浸出工艺从废锂离子电池电极材料中回收铜、钴、镍,考察了Fe2+质量浓度对ESY06生长的影响。结果表明:ESY06同时对铜、钴、镍的耐受能力分别为1.22、2.21、0.29g/L;Fe2+质量浓度为20g/L时,ESY06生长状况最好;采用酸浸—生物浸出工艺处理废锂离子电池正极材料,钴、镍浸出率分别为99.93%、99.46%,负极材料中的铜浸出率为99.78%,混合电极材料中的铜、钴、镍浸出率分别为99.88%、99.39%、99.55%。酸浸—生物浸出工艺对铜、钴、镍金属回收效果较好,对于从电池电极材料中回收有价金属有一定优势。     

从废旧三元锂离子电池中回收有价金属的新工艺研究

废旧三元锂离子电池经过放电、焙烧、破碎、筛分等预处理方法分离出电池活性物质、集流体与钢壳,再采用H2SO4-Na2SO3对废电池粉料（活性物质）进行浸出,浸出液调节pH至4.5,过滤以除去铁和铝,滤液再调pH至11左右,将锂和镍钴锰分离,得到的锂液经过浓缩后加入Na2CO3得到工业级的LiCO3,在镍钴锰富集物中加入氨水将锰和镍钴分离,最后使用P507分离镍和钴,在相比O/A=1,平衡pH=4.5,有机相组成为25% P507 75%溶剂油,经二级逆流萃取后钴的萃取率为99.3%。使用200 g/L硫酸为反萃剂,相比为5时,钴的回收率达99.21%。反萃液使用草酸铵沉钴,萃余液中的镍采用氢氧化钠沉淀,整个工艺流程中钴的回收率为91.82%,镍的回收率为91.12%。     

用常压酸浸 — 溶剂萃取法从硫锰废渣中回收锰钴镍试验研究

研究了采用常压酸浸—溶剂萃取法从硫锰废渣中回收锰、钴、镍。结果表明:10 g电解锰净化渣中加入1.5 g铁粉和1.32 g MnO_2,在硫酸浓度0.54 mol/L、液料体积质量比5 mL/g、温度90℃条件下浸出1.5 h,锰、钴、镍浸出率分别为89.20%、98.86%和98.16%;浸出过程中无硫化氢逸出。然后,用碳酸钙调pH除铁及加氟化锰除钙,再用P204萃取锰,P507萃取分离钴和镍。适宜条件下,锰、钴、镍回收率分别为87.44%、81.05%和83.17%,有价金属得到有效分离回收。     

从二次电池废泡沫式镍极板中回收钴

研究了用P204从负载Co^2 和Cd^2 的P507有机溶液中回收Co^2 的工艺,此P507有机溶液是有P507从二次电池废泡沫式镍极板中回收镍流程中的中间产物,给出了P204萃取分离钴、隔的最佳工艺条件。     

废旧氢镍电池负极材料中稀土的资源化利用

设计了综合回收氢镍电池负极材料中稀土元素并同时回收镍、钴的湿法冶金流程.该流程回收的主要步骤包括：硫酸浸出负极,使大部分稀土以硫酸稀土的形式与镍、钴分离,硫酸稀土经碱转化为氢氧化稀土;进入浸出液的稀土,用P507+煤油萃取使其与镍、钴分离,并同时将锌、锰等杂质与镍、钴分离;用HCl反萃稀土,反萃液与氢氧化稀土中和得到氯化稀土.稀土的综合回收率为98.4%,镍、钴的综合回收率为98.5%.     

废旧镍氢电池正极浸出试验研究

根据废镍氢电池正极组分构成特点,采用氧化一硫酸浸出法回收废旧镍氢二次电池正极残料中的镍和钻.实验确定了较为优化的浸出条件,钴的浸出率为99.2%,镍的浸出率为99.3%.     

废锂电三元正极材料和铝镍钴废磁钢混合物酸浸技术研究

采用酸浸技术浸出废锂电三元正极材料和铝镍钴废磁钢混合物中的钴、镍、铜、锂和锰等有价元素,考察了两种废料质量比、反应温度、反应时间、硫酸浓度、液固比等对有价元素浸出率的影响。较优浸出工艺条件为:两废料质量比2.33∶1、硫酸浓度1.1mol/L、液固比6∶1、温度75℃、反应时间4h,在此条件下,钴、铜、镍、锂和锰浸出率均高于99.5%;在酸性条件下Fe~(3+)/Fe~(2+)构成氧化-还原闭路循环反应,促进了浸出反应的进行。该工艺资源利用率高、环境友好,可为综合回收废旧锂电池三元正极材料及铝镍钴废磁钢提供一条新的技术路线。     

用硫酸-亚硫酸钠从废旧三元锂离子电池材料中浸出镍钴锰锂

研究了用焙烧、破碎、筛分方法从废旧三元锂离子电池材料中分离电池钢壳、集流体与活性物质,然后用H_2SO_4-Na_2SO_3溶液从活性物质中浸出镍钴锰锂,考察了硫酸用量、亚硫酸钠用量、温度、反应时间和液固体积质量比对钴、镍、锰、锂浸出率的影响。结果表明:对于50g废电池活性物质,在浓硫酸用量65mL,亚硫酸钠用量50g、反应时间1.5h、温度70℃、液固体积质量比10∶1条件下,钴、镍、锰、锂浸出率分别为99.02%、98.56%、97.87%、99.13%,浸出效果较好。     

高功率锂离子电池研究进展

高功率快放型锂离子电池是目前锂离子电池领域研究的重点方向之一。为了获得具有高功率密度的锂离子电池,正极材料须具有较高的电压和较高的电子与离子导电率,正极材料主要包括高电压钴酸锂、镍锰酸锂和高电压三元材料,负极材料包括碳系材料、钛基材料和金属氧化物材料,以及为提高首效和降低负极电位而采用的预嵌锂方法,并对锂离子电池电解液用锂盐、溶剂和添加剂进行了综述。最终总结了功率密度测试方法,并对高功率锂离子电池的研究进行展望。      

新能源汽车动力型锂离子电池锰酸锂正极材料循环性能的改性

在目前主流的锂离子正极材料中，尖晶石锰酸锂(LiMn₂O₄)具有成本低廉与安全性能高的优势，因此在小型新能源汽车领域有广泛的应用。目前锰酸锂正极材料发展与应用的主要障碍在于锰元素的溶解。锰的溶解将导致循环性能的迅速衰退，在高温循环中尤为显著。在实验中，以氟化锂作为包覆物质，将其包覆于锰酸锂正极材料表面，从而将锰酸锂与电解液隔绝，起到抑制锰溶解的目的。X射线衍射表明，氟化锂与锰酸锂的共烧结过程中未发生氟掺杂，因此未引起锰酸锂的结构变化。通过对不同氟化锂包覆量电化学阻抗谱的研究，能够确定最合适的氟化锂包覆量。相比原始锰酸锂样品，经氟化锂包覆的锰酸锂正极材料与金属锂和石墨组成的软包电池均表现出了更加优异的电化学性能。其中，软包全电池能量密度达到183 Wh/Kg,1C条件下常温与高温循环1 000圈后容量保持率可达90.3%与75.7%。