冰晶石熔体中钛离子的阴极过程研究

采用循环伏安法和计时电流法研究了冰晶石(Na_3AlF_6)熔体在1323K下Ti~(4+)在石墨电极和铝阴极的还原机理。结果表明：以TiO_2形式加入的Ti~(4+)在石墨电极上的还原是分两步进行的：Ti~(4+)+2e→Ti~(2+)及Ti~(2+)+2e→Ti,且电极反应可逆。而Ti~(4+)在铝阴极上的还原过程是一步还原的：Ti~(4+)+4e→Ti。电解质没有以中间价态存在的钛离子,其原因在于铝阴极具有较强的去极化作用。     

铝电解废旧阴极炭块综合利用进展

铝电解废旧阴极炭块是电解铝生产排放的一种固体废弃物,对环境危害大,但同时含有大量的炭和氟化物,具有很高的回收利用价值。从废旧阴极的产生和性质出发,对废旧阴极无害化和资源化利用技术进行研究,对比分析了不同处理处置技术的优缺点和存在的问题,并对废旧阴极综合利用技术进行了展望,以期为铝电解行业绿色低碳发展提供参考。     

碱性含钒浸出液除硅研究及高纯五氧化二钒制备

以攀枝花某厂碱性含钒浸出液为原料,分析了浸出液中主要杂质元素构成及硅的去除方法,研究了除硅剂种类、除硅剂的用量、浸出液pH值、反应温度、反应时间、静置时间对除硅效果的影响。结果表明:使用Al_2(SO_4)_3·18H_2O作为除硅剂,在n(Al):n(Si)为0.7,浸出液pH为10.5,反应温度为30℃,反应时间为2 h,静置时间为16 h时,浸出液中硅的去除率大于97%,钒的损失率小于2%,且除硅后钒溶液中Al含量小于0.005 g/L。该方法除硅效果好,不额外引入杂质,且沉淀易沉降过滤。除硅后浸出液经酸性沉钒—返溶—碱性沉钒制备得到五氧化二钒,其中硅和铝含量小于0.002%,纯度高于99.9%,超过标准(YB/T 5304—2011)中99.0%级质量要求。     

铝电解槽废旧阴极氟化物的浸出研究

在对铝电解槽废旧阴极进行物相和成分分析的基础上,对其所含的氟化物进行了氟的溶出试验,研究液固比、粒径、温度对氟化物溶出的影响。结果表明,当采用水浸出,粒径0.075~0.096mm,液固比55∶1,浸出温度85℃,浸出时间2h时,原料中可溶F-浸出率达到97.8%。溶解后的固体中剩余可溶氟离子约为45mg/L,可作为非危险废弃物予以排放。     

高温焙烧法处理铝电解废旧阴极炭块

废旧阴极炭块的无害化与资源化已成为制约铝电解行业绿色可持续发展的资源环境难题。利用高温焙烧法处理废旧阴极炭块,基于不同粒度废旧阴极炭块的工业成分和浸出毒性,探索骨料粒度和焙烧温度对高温焙烧处理效果的影响。结果表明,随着骨料粒度的增大和焙烧温度的提高,回收炭材料碳含量逐渐提高,可溶性氟化物含量大幅降低。在最佳高温焙烧参数下,回收炭材料的碳含量由65.21%提高至94.52%,F^-浸出浓度由4 018.55 mg/L降至7.63 mg/L。同时利用化学沉淀法对气态冷凝产物进行固化处理,提取高纯度的CaF₂产品,避免高浓度含氟烟气二次污染。通过高温焙烧法处理铝电解废旧阴极炭块具备技术可行性。     

铝电解槽废旧阴极的分选与回收利用

分析了铝电解槽废旧阴极炭块的物相、成分等,进行了浮选法分离废旧阴极的试验研究,并对分选物的综合利用进行了探讨。     

高压碱浸法处理铝电解废旧阴极炭块

利用高压碱浸工艺处理废旧阴极炭块,研究了NaOH浓度、碱浸温度、液固比、反应时间对处理效果的影响,并通XRD、XRF、浸出毒性分析、SEM-EDS探索了废旧阴极炭块处理前后的物相组成、元素含量、浸出毒性、微观形貌和元素分布的变化规律。结果表明,随着NaOH浓度的增加,回收炭材料的碳纯度和F-浸出浓度分别呈现先增加后减小、先减小后增大的变化趋势,随着碱浸温度、液固比、反应时间的增加,回收炭材料的碳纯度逐渐增大,F-浸出浓度不断降低。在最佳工艺条件下,废旧阴极炭块的碳含量从60.02%提高至88.63%,氟浸出浓度含量从2 699.95 mg/L降低至22.19 mg/L,并成功利用碳酸化分解法从浸出液中提取冰晶石产品。高压碱浸工艺具备实现废旧阴极炭块无害化与资源化回收的技术可行性。     

石煤钒矿碱性浸出液提取钒新工艺

研究了从石煤钒矿碱性浸出液中回收钒的新工艺,该工艺包括初步除硅、碱性萃取钒、洗涤除硅、反萃钒四个步骤.结果表明:控制初步除硅终点pH值为9.5,萃取剂(N263)与水的相比O/A=1/4,采用pH=10的Na2CO3作洗脱液,碱浸液的除硅率可达99.58%.该工艺过程简单,钒收率高,钒硅分离效果好.     

基于机械化学法的废旧动力锂离子电池阴极材料的回收

随着锂离子电池（LIBs）在便携式电子设备和电动汽车领域的广泛应用,未来势必会产生大量的废弃LIBs,如果处理不当,将会带来安全隐患;此外,电池的大量生产会消耗许多稀缺贵金属资源。由此可见,废弃的LIBs对环境保护和资源回收都造成了巨大压力。鉴于环境、资源、安全和回收问题,废旧LIBs的回收迫在眉睫。本文对LIBs阴极材料的回收路线进行了详细描述,列举了当前主要的阴极材料回收方法,包括湿法冶金、直接再生、火法冶金和机械化学法。其中机械化学法因具有安全清洁,反应效率高,能耗低等优点在众多的回收方法中脱颖而出,故重点综述了机械化学法回收废旧LiCoO（2 LCO）, LiNixCoyMnzO（2 LNCM）和LiFePO（4 LFP）等阴极材料的研究进展。本文为回收废旧LIBs阴极材料提供了安全有效的思路,有助于推动机械化学法回收阴极材料向工业化发展。     

废旧混合正极材料还原浸出与沉淀再生研究

复杂废旧混合正极材料存在浸出率较低、成本较高、酸浸液金属分离流程较长等问题。采用硫酸为酸浸剂、H_2O_2为还原剂对废旧混合正极材料进行浸出,采用碳酸盐共沉淀法合成三元NCM622,对其进行结构和形貌分析,以及电化学性能的测试。结果表明,浸出最优条件为:硫酸浓度2.5mol/L、H_2O_2添加量0.6mol/L、搅拌速率400r/min、时间30min、温度80℃,此条件下,Li、Ni、Co、Mn的浸出率分别为98.79%、97.05%、96.45%和96.31%。XRD测试表明,再生NCM622无杂峰,且呈典型的α-NaFeO_2层状结构,SEM显示NMC622颗粒大小均匀、少团聚现象。电化学测试表明,1C倍率下首圈放电比容量为152.87mAh/g,循环100圈后,容量保持率为91.35%。     

离子交换法回收废钨催化剂碱浸液中钨的研究

用201树脂离子交换回收废钨催化剂碱浸液中钨,研究了交前液流速、温度及所含阴离子杂质对钨吸附的影响和不同解吸剂解吸钨的影响。结果表明,交前液的流速从2．0mL／min增加到8．0mL／min,WO3的饱和交换容量从332．9mg／g减少到150．9mg／g。当交前液含10g／LAlO2、10g／L,CO3^2-和5g／L OH^-时．饱和交换容量相应减少为169．2、201．6和231．04mg／g。用2mol／LNaCl和1mol／LNaOH的混合液解吸效果好,解吸率可达98．2％。     

废锂电池酸浸液非萃取除杂研究

主要研究了废锂电池酸浸液杂质除杂原理,采取“两段酸浸—中和除Fe、Al—絮凝除F—深度除杂”非萃取除杂工艺。在除杂过程中,由于酸浸液含高浓度Ni、Co、Mn离子,中和剂的种类和浓度将影响Ni、Co、Mn的损失率。通过工艺控制及中和剂调试,选择10%CaCO₃作为除Fe、Al、F中和剂,Fe、Al、Cu、F含量可分别从0.20、9.76、0.58、1.66 g/L降至0.01、0.02、0.01、29.86 mg/L,达到三元前驱体溶液杂质标准要求。此时,Ni、Co、Mn的损失率分别仅为0.96%、0.04%、0.01%,均在接受范围之内。     

废旧锰酸锂电池正极粉中锰的浸出

废旧锰酸锂电池中含有大量的锰、锂等有价金属元素,具有非常高的经济回收价值。以硫酸作为浸出剂,研究了酸料比、还原剂种类、还原剂加入量、反应温度及反应时间对锰浸出率的影响。结果表明,在酸料比为2.5、浸出温度60℃、还原剂与原料比为1︰1,硫代硫酸钠为还原剂,反应时间1 h时,锰浸出率为94.01%;以过氧化氢为还原剂、反应0.5 h时,锰浸出率为99.91%。最终确定了硫代硫酸钠︰过氧化氢=8︰2作为联合还原剂,锰浸出率高达99.99%。     

绿矾硫酸化焙烧-水浸工艺从三元正极废料中同步回收有价金属

针对湿法回收强酸浸出工艺高昂的过程成本和超额的环境负荷问题,通过添加绿矾硫酸化焙烧—水浸工艺实现无酸耗提取废旧三元正极材料中的有价金属,考察了焙烧条件和浸出因素对锂、镍、钴和锰浸出行为的影响。结果表明,在焙烧温度600 ℃、绿矾添加量10.5g/g、焙烧时间180 min、浸出温度45 ℃、液固比5 mL/g、浸出时间120 min的最佳工艺条件下,锂、镍、钴和锰的浸出率分别达到99.64%、96.17%、95.49%和98.17%。     

铝电解废炭素阴极利用现状及发展趋势

铝电解槽废阴极是目前铝电解生产最大宗的固体废弃物。分析了废阴极中的有用成分,综合论述了废阴极的处理现状。提出采用浮选和碱浸工艺可有效回收利用其中的炭和冰晶石。     

三乙醇胺溶解分离回收铝钴膜废料正极材料

以铝钴膜边角料为研究对象,开展从废料直接回收钴酸锂正极材料的研究工作,结果表明,控制反应温度50℃、反应时间2h、三乙醇胺浓度0.5mol/L、固液比0.75/10、超声频率18kHz的条件下,可以剥离81%的钴酸锂正极材料,较其他强酸体系对钴酸锂材料本身的破坏作用要小,可以直接回收钴酸锂。回收后钴酸锂的结构和形貌有一定的变化,但不显著。     

三元正极废粉还原焙烧—水浸提锂过程氟磷杂质的影响

针对含氟/磷杂质组分的三元正极废粉和纯三元正极粉开展还原焙烧—水浸试验,发现相同试验条件下,含杂三元正极废粉锂的浸出率明显低于纯三元正极粉,氟/磷杂质组分是影响还原焙烧—水浸提锂效果的关键因素,还原焙烧过程中,由于氟/磷的影响,正极材料中的锂部分转化为不溶于水的LiF和Li3PO4,进而损失于水浸渣中。     

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%。     

废旧锂离子电池正极材料中钴铝同浸过程研究

通过基础热力学数据计算以及绘制反应体系的E-pH图,对废旧锂离子电池正极材料回收中钴铝同浸过程进行研究,考察了硫酸浓度、浸出时间、浸出温度、双氧水用量及液固比对钴、铝浸出率的影响。结果表明,在273K,-0.277相似文献