从锂离子二次电池正极废料_铝钴膜中回收钴的工艺研究
常考题空6 工艺流程中Ksp的相关计算 (附答案解析)-高考化学大题
常考题空6 工艺流程中Ksp 的相关计算溶度积常数反映了难溶电解质在水中的溶解能力，高考试题中溶度积常数的考查常结合化工流程题，在化工流程题中考查溶度积常数是近年高考的热点，化工流程中常常需要控制条件进行离子的分离或除杂，通过溶度积常数计算溶液中金属离子的浓度、离子完全沉淀时的pH 、判断废水排放是否符合标准、沉淀完全转化时所需离子浓度。
常见题型有：一、计算难溶电解质的Ksp 以“Am B n (s)m A n ＋(aq)＋n B m －(aq)”为例：K sp (A m B n )＝c m (A n ＋)·c n (B m －)，式中的浓度都是平衡浓度【对点训练1】1．溴酸镉[Cd(BrO 3)2]常用作分析试剂、生产荧光粉等。
以镉铁矿(成分为 CdO 2、Fe 2O 3、FeO 及少量的Al 2O 3 和SiO 2)为原料制备[Cd(BrO 3)2]的工艺流程如下：已知：Cd(SO 4)2 溶于水实际工业生产中，有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉镉后溶液中 Cd 2＋的含量，其原理：Cd 2＋＋ 2NaR===2Na ＋＋ CdR 2 ，其中NaR 为阳离子交换树脂。
常温下，将沉镉后的溶液(此时溶液 pH ＝6)经过阳离子交换树脂后，测得溶液中的 Na ＋比交换前增加了 0.055 2 g·L －1，则该条件下Cd(OH)2 的K sp 值为_________2．从化工厂铬渣中提取硫酸钠的工艺如下：已知：①铬渣含有Na 2SO 4及少量Cr 2O 2－7、Fe 3＋②Fe 3＋、Cr 3＋完全沉淀(c ≤1.0×10－5mol·L －1)时pH 分别为3.6和5Cr(OH)3的溶度积常数K sp [Cr(OH)3]＝____________二、计算沉淀转化反应的平衡常数及其完全转化时所需浓度依据沉淀的转化反应和K sp ，计算该反应的平衡常数，K 值越大，转化反应越易进行，转化程度越大如：对于反应Cu 2＋(aq)＋ZnS(s)CuS(s)＋Zn 2＋(aq)该反应的平衡常数K =)()(22++Cu c Zn c =)()()()(2222-+-+∙∙S c Cu c S c Zn c =K sp （ZnS ）K sp （CuS ）【对点训练2】1．某科研课题小组研究利用含H ＋、Na ＋、Zn 2＋、Mn 2＋、Fe 2＋、Fe 3＋、SO 2－4的工业废电解质溶液，制备高纯的ZnO 、MnO 2、Fe 2O 3，设计实验流程如下：已知常温下，K sp (MnS)＝3.0×10－14，K sp (ZnS)＝1.5×10－24，在除锌时发生沉淀转化反应为：MnS(s)＋Zn 2＋(aq)ZnS(s)＋Mn 2＋(aq)，其平衡常数K ＝____________2．软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO、SiO2等杂质，工业上用软锰矿制取MnSO4·H2O 的流程如下：已知：①部分金属阳离子完全沉淀时的pH如下表金属阳离子Fe3＋Al3＋Mn2＋Mg2＋完全沉淀时的pH 3.2 5.210.412.4②温度高于27 ℃时，MnSO4晶体的溶解度随温度的升高而逐渐降低。
化工流程选择题(解析版)
考点14化工流程选择题一：例题1．（2018课标Ⅰ）硫酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。
采用湿法冶金工艺回收废旧硫酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：下列叙述错误的是A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠【答案】D【解析】废旧电池中含有重金属，随意排放容易污染环境，因此合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用，A正确；根据流程的转化可知从正极片中可回收的金属元素有Al、Fe、Li，B正确；得到含Li、P、Fe的滤液，加入碱液生成氢氧化铁沉淀，因此“沉淀”反应的金属离子是Fe3＋，C正确；硫酸锂能溶于水，因此上述流程中不能用硫酸钠代替碳酸钠，D错误。
二：对策一定要分析清楚原料的主要成分是什么，含有的杂质有哪些，反应中每一步加入了什么试剂，与哪些物质发生了反应，生成了什么物质，生成的物质在下一步到哪里去了。
三：难点突破1、考查原料的处理：典例1（湖北省黄冈中学2018届高三5月第二次模拟考试）利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO。
制备流程图如下：己知：Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似。
下列相关说法错误的是（）A．用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用是去除油污、溶解镀锌层B．调节溶液A的pH产生Zn(OH)2沉淀，经抽滤、洗涤、灼烧即可制得ZnOC．由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中，须持续通N2，其原因是防止Fe2+被氧化D．Fe3O4胶体粒子能用减压过滤法实现固液分离【答案】D【解析】A.NaOH溶液可以洗涤油污、与锌发生反应，故A正确；B.调节溶液A的pH产生Zn(OH)2沉淀，经抽滤、洗涤、灼烧，氢氧化锌分解得到ZnO，故B正确；C.Fe2+易被氧气氧化，故C正确；D.Fe3O4胶体粒子能透过滤纸，无法用减压过滤法实现固液分离，故D错误。
2022届高考化学一轮复习实验专题突破16__常见无机物的制备含解析
常见无机物的制备注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）一、单选题（共14题）1．连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉，常用于纺织工业、食品漂白等领域。
某种Na2S2O4的生产工艺流程如图所示：若在实验室模拟该工艺流程，下列说法错误的是A．将锌粉投入水中形成悬浮液主要是为了加快反应速率B．向Na2S2O4溶液中加NaCl溶液或固体对Na2S2O4的产率无明显影响C．洗涤Na2S2O4·2H2O时用冰水效果好于常温蒸馏水D．该流程中涉及化合反应、分解反应、复分解反应，也涉及氧化还原反应2．海水提镁的主要流程如图所示。
下列说法不正确的是A．工业上常用CaO作沉淀剂B．试剂M能导电，故其是电解质C．根据流程图可知，试剂M可以循环利用D．实验室在进行操作a时，用到的玻璃仪器有3种3．一种以海绵铜(Cu)为原料制备CuCl的工艺流程如图。
已知：CuCl为白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在潮湿的空气中易被氧化。
下列说法不正确的是A．“溶解”过程中硫酸只表现了酸性B．“还原”过程中有白色沉淀生成C．“过滤”用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯、玻璃棒D．为提高CuCl的产率和纯度，可采用乙醇洗涤、真空干燥4．实验室从含有少量氧化铁杂质的废铜粉制取无水硫酸铜的实验步骤如下图：下列有关说法正确．．的是A．溶解废铜粉“过量酸”是指稀硝酸B．气体A是Cl2，将亚铁离子氧化为铁离子C．生成沉淀D的离子方程式可以为3CuO+2Fe3++3H2O=2Fe(OH)3↓+3Cu2+D．从溶液中得到的无水硫酸铜的方法是冷却结晶LiCoO、A1等)的一种工艺流程，如下图所示：5．处理锂离子二次电池正极废料铝钴膜(含有2下列说法不正确的是A．碱浸操作中要有防火防爆意识B．还原过程中，氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶1C．沉淀1主要成分是LiOHD ．若在实验室中进行上述操作，则该流程中有两处操作需要使用玻璃棒6．氯化亚铜(CuCl )是一种难溶于水的白色物质，主要用于有机合成催化剂以及颜料、防腐等行业。
2022届高三化学一轮复习实验专题考点细练专题52以“化工流程”为载体的实验题含解析
专题52 以“化工流程”为载体的实验题填空题（本大题共14小题）1.绿矾在医药及生活生产科学研究方面具有重要的应用价值。
设计实验方案对绿矾的性质组成进行如下探究。
回答下列问题：Ⅰ为测定某补血剂有效成分为中铁元素含量，设计如下实验流程，回答下列问题：实验室检测该药片已部分变质的方法_____________________________________________。
步骤需要用质量分数为的浓硫酸，配制的稀硫酸，所用到的玻璃仪器除量筒、烧杯外，还需要________________________________________。
写出滤液加入的离子方程式：_______________________________________________。
步骤一系列实验操作依次是__________、__________、__________、冷却、称重直至固体质量不变。
假设实验过程中铁元素无损耗，则每片补血剂含铁元素为__________用含a的代数式表示。
Ⅱ为探究硫酸亚铁的分解产物，将样品装入A中，连接好下图所示的装置，打开和，缓缓通入，加热。
实验后反应管A中残留固体为红棕色粉末。
回答下列问题：通入的目的：_____________________________________；该实验有个明显的不足之处：__________。
与D中的溶液依次为__________填字母。
可观察到的现象依次为__________________。
品红浓依据实验现象，推测产物，写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式：__________________。
2.某兴趣小组模拟企业对含铬废水和处理流程如图1已知：请回答：用离子方程式表示调节池里发生的反应： ______ ．操作Ⅰ得到的残渣的化学式为 ______ ．操作Ⅲ调节pH时最适合作为调节剂的是 ______ ．A.盐酸硫酸石灰乳碳酸钠为检测处理后废水中铬的含量，取100mL处理后的样品于锥形瓶中，用浓醋酸调节，并加入适量固体抗坏血酸，使完全转化为，再用的用表示标准溶液进行滴定，其反应原理为：，滴定时采用如图2所示的侧边自动定零位滴定管，具有的优点是 ______ ．实验消耗EDTA标准溶液b mL，则处理后废液中含铬浓度为 ______ 用含a、b的式子表示．3.毒重石的主要成分含、、等杂质，实验室利用毒重石制备的流程如图：开始沉淀的pH完全沉淀的pH已知：，实验室用的盐酸配制盐酸，下列仪器中，不需要使用的是______容量瓶量筒烧杯滴定管为了加快毒重石的酸浸速率，可以采取的措施有______至少两条．加入氨水调节溶液的目的是______滤渣Ⅱ中含______填化学式加入时应避免过量，原因是______．操作Ⅳ的步骤是：______、过滤．利用间接酸碱滴定法可测定的含量，实验分两步进行．已知：；步骤Ⅰ：移取x mL一定浓度的溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用b 盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸体积为．步骤Ⅱ：移取y mL 溶液于锥形瓶中，加入x mL与步骤Ⅰ相同浓度的溶液，待完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用b 盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为通过计算，氯化钡溶液浓度为______ 用含字母的式子表示．4.污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题．某研究小组利用软锰矿主要成分为，另含少量铁，铝，铜，镍等金属化合物作脱硫剂，通过如下简化流程，既脱除燃煤尾气中的，又制得电池材料反应条件已省略．请回答下列问题：上述流程脱硫实现了______选填下列字母编号．A.废弃物的综合利用白色污染的减少酸雨的减少用能除去溶液中和，其原因是______．已知：、101kPa时，与反应生成无水的热化学方程式是______可作超级电容材料．用惰性电极电解溶液可制得，其阳极的电极反应式是______假设脱除的只与软锰矿浆中反应．按照图示流程，将标准状况含的体积分数为的尾气通入矿浆，若的脱除率为，最终每得到的质量1kg，则除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素相当于．5.某碳素钢锅炉内水垢的主要成分是碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁、铁锈、二氧化硅等．水垢会形成安全隐患，需及时清洗除去．清洗流程如下：Ⅰ加入NaOH和混合液，加热，浸泡数小时；Ⅱ放出洗涤废液，清水冲洗锅炉，加入稀盐酸和少量NaF溶液，浸泡；Ⅲ向洗液中加入溶液；Ⅳ清洗达标，用溶液钝化锅炉．用NaOH溶解二氧化硅的化学方程式是______．已知：时溶解度根据数据，结合化学平衡原理解释清洗的过程______．在步骤Ⅱ中：被除掉的水垢除铁锈外，还有______．清洗过程中，溶解的铁锈会加速锅炉腐蚀，用离子方程式解释其原因______．步骤Ⅲ中，加入的目的是______．步骤Ⅳ中，钝化后的锅炉表面会覆盖一层致密的保护膜．完成并配平其反应的离子方程式：____________；下面检测钝化效果的方法合理的是______．在炉面上滴加浓，观察溶液出现棕黄色的时间在炉面上滴加酸性溶液，观察蓝色消失的时间在炉面上滴加酸性溶液，观察出现蓝色沉淀的时间在炉面上滴加浓，观察出现红棕色气体的时间．6.锰锌铁氧体可制备隐形飞机上吸收雷达波的涂料．以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下，请回答下列问题：酸浸时，二氧化锰被双氧水还原的化学方程式为 ______活性铁粉除汞时，铁粉的作用是 ______ 填“氧化剂”或“还原剂”或“吸附剂”．除汞是以氮气为载气吹人滤液中，带出汞蒸汽经溶液进行吸收而实现的．下图是溶液处于不同pH时对应Hg的单位时间去除率变化图，图中物质为Hg与在该pH范围内反应的主要产物．时反应的离子方程式为 ______请根据该图给出pH对汞去除率影响的变化规律： ______ ．强酸性环境下汞的单位时间去除率高的原因之一是：在酸性条件下氧化性增强；另一个原因可能是 ______ 不考虑反应过程温度的变化当时，所得到的锰锌铁氧体对雷达波的吸收能力特别强，试用氧化物的形式表示该锰锌铁氧体的组成 ______ ．经测定滤液成分后，需加人一定量的和铁粉，其目的是 ______ ．7.实验室从含碘废液除外，含有、、等中回收碘，其实验过程如图1：向含碘废液中加入稍过量的溶液，将废液中的还原为，其离子方程式为 ______ ；该操作将还原为的目的是 ______ ．操作X的名称为 ______ ．氧化时，在三颈瓶中将含的水溶液用盐酸调至pH约为2，缓慢通入，在左右反应实验装置如图2所示实验控制在较低温度下进行的原因是 ______ ；锥形瓶里盛放的溶液为______ ．利用如图3所示装置电极均为惰性电极也可吸收，并用阴极排出的溶液吸收．为电源的 ______ 填“正极”或“负极”，阳极的电极反应式为 ______ ．在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收，使其转化为无害气体，同时有生成．该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ______ ．8.二氧化氯是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为，沸点为，易溶于水．工业上用潮湿的和草酸在时反应制得．某学生拟有图1所示的装置模拟制取并收集．必须放在冰水浴中控制温度，其原因是______反应后在装置C中可得溶液．已知饱和溶液中在温度低于时析出晶体是，在温度高于时析出晶体是根据图2所示的溶解度曲线，请补充从溶液中制操作步骤：a______；b______；洗涤；干燥．亚氯酸钠是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织、印染和食品工业．它在碱性环境中稳定存在．某同学查阅资料后设计生产的主要流程如图3．Ⅱ中反应的离子方程式是______．是一种高效水处理剂，可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备．写出该反应化学方程式______ 变质可分解为和取等质量变质前后的试样均配成溶液，分别与足量溶液反应时，消耗物质的量______填“相同”，“不同”或“无法判断”9.镍是有机合成的重要催化剂．某化工厂有含镍催化剂废品主要成分是镍，杂质是铁、铝单质及其化合物，少量难溶性杂质某学习小组设计如下流程利用含镍催化剂废品制备硫酸镍晶体：几种难溶碱开始沉淀和完全沉淀的pH：沉淀物开始沉淀pH完全沉淀pH回答下列问题：溶液中含金属元素的离子是 ______ ．用离子方程式表示加入双氧水的目的 ______ ．双氧水可以用下列物质替代的是 ______ ．A.氧气漂液氯气硝酸操作b调节溶液范围为，其目的是 ______ 固体的化学式为 ______ ．操作a和c需要共同的玻璃仪器是 ______ 上述流程中，防止浓缩结晶过程中水解的措施是 ______ ．如果加入双氧水量不足或“保温时间较短”，对实验结果的影响是 ______ ．设计实验证明产品中是否含“杂质”： ______ 不考虑硫酸镍影响取硫酸镍晶体样品溶于蒸馏水，用的标准溶液滴定至终点，消耗EDTA标准溶液为滴定反应为计算样品纯度为 ______ 已知，相对分子质量为281，不考虑杂质反应．10.某兴趣小组模拟企业对含铬废水和处理流程如图1．已知：请回答：用离子方程式表示调节池里发生的反应 ______ ．操作Ⅰ得到的残渣的化学式为 ______ ．、操作Ⅲ调节pH时最适合作为调节剂的是 ______A.盐酸硫酸石灰乳碳酸钠、不选择其它的原因是 ______ ．为检测处理后废水中铬的含量，取100mL处理后的样品于锥形瓶中，用浓醋酸调节，并加入适量固体抗坏血酸，使完全转化为，再用的用表示标准溶液进行滴定，其反应原理为：，滴定时采用图2所示的侧边自动定零位滴定管，具有的优点 ______ ．实验消耗EDTA标准溶液b mL，则处理后废液中含铬浓度为 ______ 用含a、b的式子表示．11.废旧电池的回收利用，既能减少废旧电池对环境的污染，又能实现废旧电池的资源化利用．图1是某科技小组，以废旧锌锰干电池为原料，回收及制备多种用途的碳酸锰和相关物质的主要流程：灼烧黑色粉末变成黑褐色是因为有少量发生了反应生成了少量的MnO，其可能的反应方程式为： ______ ．还原过程是先加入稀硫酸再加入草酸，写出反应化学方程式： ______ ；在该过程中小组成员甲发现加入硫酸部分固体溶解剩余黑色固体，接着他没有加入草酸而是加入一定量的双氧水，发现固体也完全溶解了，成员乙在加硫酸后也没有加草酸，他又加入了一定量氨水，无明显变化，测得这时溶液的PH值为9，他接着又加入双氧水，发现黑色固体不减反增，写出导致固体增加的离子方程式： ______ ；比较甲、乙两位组员实验你得出的结论是： ______ ．操作1和操作2使用到相同的装置，操作3的名称是 ______ ．硫酸锰转化为碳酸锰的操作是，在60摄氏度下调节PH值后加入碳酸氢铵溶液，直到不再有气泡产生后再加热反应1小时，写出反应的化学方程式： ______ ．已知锌锰干电池的总反应为，写出电池正极的电极 ______ ；电解溶液回收锰的阳极的电极反应式： ______ ．12.草酸是一种二元弱酸，可用作还原剂、沉淀剂等。
从铜钴合金及含钴废料中提取钴的研究现状与展望
从铜钴合金及含钴废料中提取钴的研究现状与展望【我来说两句】2010-12-4 10:20:48 中国选矿技术网浏览106 次收藏【摘要】：分析了钴资源与钴市场现状，提出了综合处理铜钴合金及含钴废料的必要性，介绍了从铜钴合金和含钴废料中浸出铜、钴及回收钴的方法，指出传统的火法工艺不能处理铜含量高的物料，而采用一般的酸法工艺，钴浸出率不高（只能达到95％左右）；利用液膜法和微生物浸出法，钴的浸出率最高只能达到96％，而如果采用氧化剂加低酸（酸浓度小于2mol／L）浸出，则可大大提高浸出速度和浸出率。
世界钴资源比较丰富，2005年世界钴储量为700万t，储量基础为1300万t。
世界钴储量集中分布于刚果（金）、澳大利亚、古巴、赞比亚、新喀里多尼亚、俄罗斯和加拿大等，储量总和约占世界总储量的95％以上。
我国钴资源贫乏，钴品位平均仅0.02％，个别高的为0.05％～0.而刚果（金）和赞比亚的铜钴矿，钴品位为0.1％～0.5％，高的达到2％～3％。
由于钴矿品位偏低，矿石组成复杂，所以回收工艺比较复杂，生产成本高，钴回收率低口]。
近年来，我国镍、铜、钴的消费大幅增长，但受矿产资源条件制约，我国铜、钴矿石的生产增长缓慢，铜、钴矿产品进口量逐步上升，供求矛盾日益突出。
铜钴合金是目前刚果（金）钴铜矿石深加工产品的主要形式之一，也是我国今后从非洲进口的主要钴原料之一，因此，研究从铜钴合金或含钴废料中回收钴、铜有着重要意义。
一、从含钴废料及铜钴合金中提取钴的方法钴废料种类很多，主要有废高温合金、废硬质合金、废磁性合金、废可伐合金、废催化剂和废二次电池材料等。
钴废料成分比较复杂，一般含有铜、锌、锰、镍、镉等有价金属。
铜钴合金有2种，一种是在铜冶炼过程中经转炉吹炼得到的转炉渣再经电炉还原熔炼水淬而得到的合金，其中含Cu、Co、Fe、Mn、Si等元（目前，作为钴原料的铜钴合金大量从刚果（金）、赞比亚、扎伊尔输入），另一种是熔炼氧化钴矿和8％，钴精矿的富铜产品。
废旧锂电池中钴的分离与回收研究报告
废旧锂电池中钴的分离与回收研究报告
导言：
近年来，随着锂电池的广泛应用，废旧锂电池也越来越多地出现在
我们生活中。
其中包含的珍贵金属资源引起了人们的关注，如何高效
地分离和回收其中的钴等物质具有重要的经济和环境意义。
本文将介
绍一种基于化学方法进行废旧锂电池中钴的分离与回收的实验方案和
结果。
实验内容：
本次实验使用的废旧锂电池为二次锂电池，其主要成分包括钴、镍、锰、铜等金属和锂、多种有机溶剂等。
实验分为以下三个步骤：
1. 打开锂电池外壳，取出电池芯片板
2. 使用稀盐酸将含钴电池芯片板中的所有物质进行化学反应
3. 常压下在氢氧化钠的条件下，分离电解液中的钴离子。
结果展示：
根据实验结果，我们能够根据所制备的锂电池芯片板及其电解液，
使用化学反应的方式将其中的金属物质化合物分离出来。
在处理过程中，钴的分离率达到了97.5%以上，而镍、锰、铜等其它金属的分离率也分别在80%左右。
其中得到的主要产物为氢氧化钴，其产率达到了90%以上。
结论：
通过本次实验，我们得出了一种简单、安全且高效的废旧锂电池中钴的分离与回收方法。
该方法可以很好地满足工业生产中的需要，在经济和环境效益上都有着显著的优势。
在实际应用中，我们也可以对该方法进行进一步优化和改进，以提高分离和回收的效益和质量。
总而言之，我们相信，通过不断地探索和创新，我们一定能够更好地利用旧资源，在推动社会发展的同时，更好地保护我们的环境。
高中化学复习知识点：含氧化铝的混合物的提纯
D、根据上述分析，铝、钴产物可以再利用，故D说法正确。
4．D
【解析】
【详解】
A．由溶液乙通入过量的Y生成氢氧化铝沉淀、碳酸氢钠可知，溶液乙中含有偏铝酸根、气体Y为二氧化碳，故试剂X为氢氧化钠溶液，不可能为盐酸，故A错误；
(4)按条件进行制备实验。在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中，常伴有NaCl析出，原因是：________________________________。除去产品中该杂质的方法是：_____________。
参考答案
1．D
【解析】
【分析】
铝土矿中Al2O3、SiO2和NaOH反应，反应方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O、SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，Fe2O3和NaOH不反应，滤液I中含有NaOH、NaAlO2、Na2SiO3，滤渣为Fe2O3；向滤液I中加入CaO，发生反应CaO+H2O=Ca（OH）2，Ca（OH）2和Na2SiO3发生复分解反应生成沉淀，反应方程式为Ca（OH）2+Na2SiO3=2NaOH+CaSiO3↓，然后过滤，则得到的沉淀是CaSiO3，滤液II中含有NaOH、NaAlO2，向滤液II中通入气体A，A反应生成沉淀B，B煅烧生成氧化铝，则B为Al（OH）3，A和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝，则A为CO2，滤液A中含有碳酸钠或碳酸氢钠。
9．从铝热法冶炼金属铬的废渣(含Al2O3和Cr2O3等)中回收铬和铝的工艺流程如下：
下列说法错误的是
A．合理处理废渣有利于保护环境和资源再利用
废旧锂离子电池正极材料回收工艺研究
废旧锂离子电池正极材料回收工艺研究徐源来;徐盛明;池汝安;王成彦;邱定蕃【摘要】废旧锂离子电池含有大量的钴、铜等紧缺有色金属元素和六氟磷酸锂等有毒有害物质,必须对其进行资源化回收及无害化处理.本文采用"拆解→NMP浸泡正极材料→钴酸锂粉末的浸出→P204萃取除杂→P507萃取分离钴、锂离子"流程处理废旧锂离子电池,获得了合格的氯化钴溶液.该工艺的特点在于:正极片中的铝箔以单质形态回收,而正极材料中97.33%的钴以氯化钴的形式回收,成功地实现了锂离子电池正极材料中有色金属的分离与回收利用.【期刊名称】《武汉工程大学学报》【年(卷),期】2008(030)004【总页数】5页(P46-50)【关键词】废旧锂离子电池;正极材料;回收;钴【作者】徐源来;徐盛明;池汝安;王成彦;邱定蕃【作者单位】武汉工程大学湖北省新型反应器与绿色化学工艺重点实验室,湖北,武汉,430074;清华大学核能与新能源技术研究院,北京,100084;清华大学核能与新能源技术研究院,北京,100084;武汉工程大学湖北省新型反应器与绿色化学工艺重点实验室,湖北,武汉,430074;北京矿冶研究总院,北京,100044;北京矿冶研究总院,北京,100044【正文语种】中文【中图分类】X7050 引言锂离子电池是具有一系列优良性能的绿色电池，问世10多年以来，已被广泛应用于移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等民用及军事应用领域.但其寿命大约只有3年左右，随着锂离子电池的广泛应用，已大量进入失效、回收阶段，如何回收废旧锂离子电池和资源化循环利用已成为社会普遍关注的问题.回收处理废旧锂离子电池不仅可以解决废旧电池所带来的一系列环境问题，而且对电池中有色金属进行了回收利用，能有效缓解资源的紧缺.我国是钴资源极为缺乏的国家，一直长期依赖从民主刚果、南非和摩洛哥等非洲国家进口钴精矿等弥补国内缺口.而锂离子电池中钴的质量分数约为15%，远高于钴矿山的可开发品位，且原料相对集中.随着矿产资源这种不可再生资源的耗竭，有色金属今后的重点将转向废弃物中有色金属的回收利用，废旧电池就是其中一个重要来源[1～2].1 实验方法1.1 实验原料及试剂锂离子电池由外壳和内部电芯组成.电池的外壳为不锈钢或镀镍钢壳，有方形和圆柱形等不同的型号.内部电芯为卷式结构，由正极、电解液和负极等主要部分组成，正极片主要由铝箔、有机粘结剂和钴酸锂构成；而负极片主要为铜箔和石墨，负极材料的成分单一、容易分离.由于钴金属价格高，且成分较为复杂，废旧锂离子电池正极材料的回收利用成为人们研究的重点.本文试验采用的废旧锂离子电池正极片是由广东省佛山市南海某公司提供.本试验过程中采用的化学试剂：N-甲基吡咯烷酮(NMP)、硫酸、盐酸、过氧化氢等均为分析纯试剂；萃取剂(P204和 P507)为工业品，而试验过程中使用的水均为去离子水.1.2 实验原理及检测方法在参考国内外文献的基础上[3～9]，本研究提出的工艺流程为：拆解废旧锂离子电池→NMP浸泡正极材料→钴酸锂粉末的浸出→P204萃取除杂→P507萃取分离钴、锂离子→(得到)氯化钴溶液.锂离子电池正极材料中有作为集流体的铝箔，而铝离子对萃取剂具有毒性，故预处理中除铝的效果直接影响到后续分离步骤.依据有机溶剂能溶解掉正极材料中的粘结剂，本实验采用有机溶剂(N-甲基吡咯烷酮)浸泡处理正极钴锂膜，使钴酸锂粉末与铝箔分离，在不改变铝箔的金属形态的前提下直接回收得到含铝的废料.得到钴酸锂与石墨黑色的混合粉末经过滤、洗涤、烘干后在硫酸与过氧化氢的体系中浸出，得到用于萃取分离操作的浸出液.浸出过程的化学方程式为：2LiCoO2 + 3H2SO4 + H2O2=2CoSO4+O2↑+Li2SO4+4H2O含钴、锂离子的浸出液先经过萃取剂P204萃取操作除去其中的杂质离子，然后使用萃取剂P507萃取操作分离水相中的钴、锂离子，得到的富钴有机相使用2mol/L的盐酸溶液反萃，可以得到最终产品氯化钴溶液.溶液中金属离子的分析：常量分析采用滴定法，微量分析则采用原子吸收分光光度法(SP-3520AAPC原子吸收分光光度计，上海光谱仪器有限公司)；而浸出液成分全分析，则采用ICP-OES电感耦合等离子体-原子发射光谱仪(Optima 5300DV).2 实验结果与讨论2.1 正极材料预处理拆解电池后得到的正极片主要由铝箔、有机粘结剂和钴酸锂构成，预处理的目的是使钴酸锂粉末从铝箔上脱掉.实验中，将剥离开的正极片钴锂膜剪成约2 cm2大小，放入有机溶剂NMP(N-甲基吡咯烷酮)中，在100 ℃下加热并磁力搅拌，约1 h后，钴酸锂和石墨的黑色混合粉末与铝箔能完全脱离，取出铝箔，使用真空抽滤将黑色粉末和有机溶剂分开.在这个过程中，待有机溶剂NMP完全饱和(每100 mL NMP 中约能处理70 g钴锂膜)后可以蒸馏再生重复使用.预处理前的正极材料钴锂膜和分离后得到的铝箔如图1、图2所示.图1 正极材料钴锂膜(预处理前)Fig.1 The positive electrode materials LiCoO2 foils(before pretreatment)图2 NMP预处理后分离出的铝箔(预处理后)Fig.2 The Al foils from NMP treating process (after pretreatment)由图1、2可以看出，钴酸锂粉末能从铝箔上完全脱落，钴酸锂进入有机溶剂NMP，铝箔能以含铝废料形式回收，分离过程中不改变原料的形态也不产生新的污染物，即钴锂能达到分离目的，使用此方法，不仅能使有色金属资源得到了最大的回收利用，同时也大大的减轻了后续萃取步骤中除铝的工作.2.2 酸浸出和P204萃取净化过程2.2.1 钴酸锂的浸出洗涤预处理操作中得到的黑色粉末(包括钴酸锂、石墨和少量的粘结剂)，干燥后，将黑色混合粉末投入三口烧瓶，加入硫酸和双氧水，在80 ℃的水浴中搅拌使其发生还原浸出反应，得到待萃取分离的浸出液.LiCoO2电极中使用的是+3价的钴离子，但Co3+不易溶于水，且具有强氧化性.而钴离子在水溶液中一般是以Co2+的形式存在，因此LiCoO2电极中Co的浸出是个还原浸出过程，只有在具备还原条件的体系中才有较好的浸出效果.实验使用的试剂是2.0 mol/L的硫酸、30%的双氧水，将三者在80 ℃的水浴中混合加热.钴和锂的浸出率在10 min内即可达到90%以上，15 min后可达95%以上，90 min后锂和钴可以完全进入酸浸出液.酸浸出后溶液呈紫红色，有少量的不溶渣，渣呈黑色胶状，为正极材料中的粘结剂和碳粉等.得到浸出液成分如表1所示.表1 P204萃取除杂结果Table 1 The results of P204 extract impurity ions质量浓度/mg·L-1CoLiAlFeCuMgCaMnZn浸出液402452130147．511558．48．67．630．15萃余液39196208052．10．58．655．50．800由表1中浸出液的成分分析可以看出，选择双氧水作为还原剂，不会带入任何杂质，且还原效果好，但由于双氧水易分解，故需对滴加速度进行控制.除钴、锂两种金属离子，其他杂质离子的浓度都是微量的，特别是对萃取剂有毒性的铁、铝、离子含量少，这样极大的减轻了后续萃取分离操作的难度.2.2.2 P204萃取净化过程萃取剂P204、萃取剂P507属于酸性萃取剂，其对各种金属阳离子的萃取平衡pH值都不同.根据此特性，实验通过控制水相中不同的pH 值来实现金属离子的萃取分离[10～11].使用萃取剂P204萃取操作除去浸出液中的杂质离子，操作条件为：相比1∶1，萃取平衡pH值为2.6，P204的浓度(体积分数，下同)为25%、皂化率为75%，稀释剂使用磺化煤油，萃取级数两级.由表1可以看出，在此操作条件下，大部分的杂质离子Al3+、Fe3+、Cu2+、Ca2+、Mn2+等都能进入有机相，而Co2+、Li+仍留在水相，净化效果明显.但也可以看到，Mg2+的除去量不足一半，这是因为在湿法冶金中，从溶液中除镁至今仍是一个难题，因此，寻找除镁新方法是值得深入研究的重要课题.2.3 P507萃取分离钴、锂为了水相中钴离子与锂离子分离，采用萃取剂P507进行此分离操作.由课题组的前期试验得知：在pH<5时，钴的萃取率随pH值增大急剧增加；锂在pH<5.5时几乎不发生萃取，pH>5.5时有少部分萃入有机相；pH=5.5时，钴和锂的分离因子βCo/Li可高达1×104.所以，本论文中将钴锂分离的水相pH值固定为5.5[12～13].2.3.1 考查萃取混合时间在室温下，考查萃取混合时间对钴萃取率的影响，如图3所示.萃取剂P507的浓度为25%、稀释剂为磺化煤油、萃取剂的皂化度为75%、水相pH为5.50、相比为1∶1.图3 混合时间对钴萃取率的影响Fig.3 Effect of mixing time on the extracted rate of cobalt由图3可以看出，在振荡器上混匀时间达到25 s后，萃取率趋于平衡.故后续实验的混合时间均选择为30 s，以保证萃取操作的完全平衡.2.3.2 考查相比在室温下，相比与钴离子萃取率的关系如图4所示.萃取剂P507的浓度为25%、稀释剂为磺化煤油、萃取剂的皂化度为75%、水相pH=5.50、相比分别取为0.5∶1、1∶1、1∶2和1∶3.图4 相比对钴萃取率的影响Fig.4 Effect of the ratio of water phase to organic phase on the extracted rate of copper由图4可以看出，随着相比的增大，钴离子的萃取率随之增加.当相比大于1后，两相分层速度明显变慢，但两相的分界仍是清晰的.2.3.3 考查萃取级数使用萃取剂P204净化后的浸出液，用P507进行萃取分离钴锂离子，在pH值为5.5时，锂是不被萃取的，重点考察钴离子的萃取率.在相比为1∶1时，萃取条件为：P507的浓度为25%、稀释剂使用磺化煤油、萃取剂的皂化度为75%，混合时间控制为30 s.表2 P507的萃取结果(相比1∶1)Table 2 The result of P507 extraction (O/A∶ 1/1)萃取级数一级二级三级Co萃取率/%42．6280．4799．94由表2可知，三级萃取操作后，钴离子的萃取率能达到99.94%，基本能将浸出液中的钴离子完全回收，达到工艺预定的目的.在相比为1∶2时，萃取条件为：P507的浓度为25%、稀释剂使用磺化煤油、萃取剂的皂化度为75%，混合时间控制为30 s.得到的结果如表3所示.表3 P507的萃取结果(相比1∶2)Table 3 The result of P507 extraction (O/A∶ 1/2)萃取级数一级二级Co萃取率/%85．8899．63同样，在相比为1∶2的条件下，二级也能达到同样的效果，但由表3中的数据能够看出，在第二级的萃取操作中，有机相未能达到其饱和容量，且分层速度变慢，故选择相比为1∶1更经济合理.2.3.4 考查反萃混合时间在电化学性能方面的应用中，氯化钴是优于硫酸钴的，考虑到产品的应用，采用2 mol/L的盐酸溶液来反萃富钴有机相，得到的产品为氯化钴溶液.图5 混合时间对钴反萃率的影响Fig.5 Effect of mixing time on the stripped rate of copper对于反萃操作，首先考察的是混匀时间，取富钴有机相和盐酸溶液的体积比为1∶1，在室温下考察混合平衡时间.由图5可以看出，在振荡器上混匀时间超过20 s时，反萃就可达平衡.平衡时间短、且速度快，利于操作.2.3.5 考查反萃级数在室温下，取相比为1∶1，混合时间为20 s，得到的实验结果如表4所示.可以看出，一级反萃就可基本反萃出有机相中的钴离子，二级能达到100%.所得到的水相反萃液中钴离子的浓度为13.54 g/L.表4 盐酸反萃的结果Table 4 The result of HCl stripping反萃级数一级二级Co 反萃率/%99．801003 讨论a. 正极材料钴锂膜投入NMP(N-甲基吡咯烷酮)中，在100 ℃下磁力搅拌约1 h后，黑色粉末能从铝箔上脱离，铝箔以金属形态回收，得到钴酸锂和石墨混合粉末；b. 使用硫酸-双氧水体系，钴酸锂混合粉末在80 ℃的水浴中反应约90 min后，钴和锂的金属离子能完全进入浸出液.浸出液主要成分为Co2+和Li+.在水相pH为2.6时，使用萃取剂P204萃取除杂.室温下，萃取剂浓度为25%，皂化度为75%，相比为1∶1时，两级萃取能除去浸出液中大部分的Al3+、Fe3+、Mn2+、Ca2+、Mg2+等杂质离子；c. 使用萃取剂P507可以实现钴锂的较好分离，其最佳操作条件为：室温下，水相pH值为5.5，相比为1∶1，混合时间控制为30 s，三级的萃取率能达到99.94%. 富钴相用2 mol/L的盐酸溶液反萃，两级便能反萃完全，水相中钴离子的浓度为13.54 g/L；d. 通过该工艺，正极材料中钴的回收率为97.33%，铝箔以单质形态回收，达到锂离子电池正极材料中有色金属分离回收的目的.参考文献:[1]徐盛明，刘晓步，徐刚，等.二次电池及其材料循环利用的研究进展[J].中国有色金属学报，2005，15(专刊2)：20-24.[2]牛冬杰，马俊伟，赵由才.电子废弃物的处理处置与资源化[M].北京：冶金工业出版社，2007：5-28.[3]申勇峰.从废锂离子电池中回收钴[J].有色金属，2002，54(4)：70-71，77.[4]Lee Churl Kyoung，Rhee Kang-In.Reductive leaching of cathodic active materials from lithium ion battery wastes[J].Hydrometallurgy，2003，68(1-3)：5-10.[5]钟海云，李荐，柴立元.从废锂离子电池中铝-钴膜碎片中回收钴[J].稀有金属与硬质合金，2001，(1)：1-4.[6]王晓峰，孔祥华，赵增营.从从废锂离子电池中回收贵重金属[J].电池，2001，31(1)：14-15.[7]童东革，赖琼钰，吉晓洋.废旧锂离子电池正极材料钴酸锂的回收[J].化工学报，2005，(10)：1967-1970.[8]温俊杰，李荐.废旧锂离子二次电池回收有价金属工艺研究[J].环境保护，2001，12(6)：39-40.[9]Contestabile M，Panero S，Scrosati B.A laboratory-scale lithium-ion battery recycling process[J].Journal of Power Sources，2001，92：65-69.[10]徐光宪，王文清，吴瑾光，等.萃取化学原理[M].上海：上海科学技术出版社，1984：24-27.[11]杨佼庸，刘大星.萃取[M].北京：冶金工业出版社，1988：1-14.[12]Wu Fang，Xu Shengming，Liu Xiaobu，et al.Hydrometallurgical process of waste cathodic materials from lithium ion batteryplants[A].Proceedings of Earth 2005 symposium[C]. Beijing：International Academic Publisher，2005：386-389.[13]吴芳.从废旧锂离子二次电池中回收钴和锂[J].中国有色金属学报，2004，14(4)：697-701.。
废旧锂离子电池钴酸锂正极材料回收研究进展
废旧锂离子电池钴酸锂正极材料回收研究进展摘要：随着我国不断出台相关环境保护治理政策，环保压力与日俱增。
相关研究人员愈发重视开发合适的锂离子电池处理技术和电池部件的回收利用技术，特别是针对地壳中储量较低的元素(如Co、Li等元素)。
在近些年对废旧锂离子电池回收的研究方向进行了高度概括，提出3R策略和4H原则，即再设计、再使用、再循环策略和高效、高经济收益、高环境效益、高安全性能原则。
锂离子电池的总造价很大程度取决于正极材料，因此合理、高效地回收废旧电池中的正极材料具有巨大的潜在经济价值。
关键词：锂离子电池；钴酸锂正极材料；回收引言锂离子电池具有体积小、质量轻、使用寿命长、安全性能好等特点，因此广泛用于移动电子设备、医疗设备和新能源设备。
但是，随着锂离子电池使用量的增加，锂离子电池也面临着巨大的再循环压力。
目前，废旧锂离子电池回收行业发展迅速，可以减少资源过度消耗和环境污染等问题，市场发展前景广阔，经济和社会效益也很好。
在这方面，必须加强废旧锂离子电池回收技术的研究和应用。
1废旧钴酸锂回收的主要工艺LiCoO2在锂离子电池市场中占据了非常大的比例。
因此，随着新能源产业的不断发展，LiCoO2的退役量也会随之增加。
同时，考虑到Co是一种稀有元素，具有潜在的经济价值，但处理不当会对环境有不利影响，所以提出一些有效的方法来回收和再生废弃的LiCoO2极为重要。
关于从废旧LiCoO2中再生LiCoO2正极材料的相关研究已经开展了许多。
按照回收结果分为两大类，回收“元素”和回收“材料”。
回收“元素”，即将废旧钴酸锂正极材料通过一系列回收工艺处理后得到的回收产品是含有价金属的离子化合物(如Co3O4、Co O、CoCO3等)。
回收“材料”，即废旧钴酸锂正极材料经回收工艺处理后得到的回收产品是可用于直接装配电池的再生正极材料(如LiCoO2、LiNi x Co y Mn z O2等)。
废旧钴酸锂正极材料回收的主要工艺路线有3种:①湿法冶金工艺，将废旧钴酸锂电池的正极材料进行粉碎并煅烧，然后经过碱浸、酸浸以及萃取等工艺得到有价金属化合物;②火法冶金提取金属元素工艺，主要是在高温熔融状态下通过添加碳还原剂获得有价金属合金，然后结合湿法工艺对其进行分离;③直接再生正极材料工艺，主要是通过添加一定的元素以及包覆材料对混合浆料进行焙烧，在修复废旧正极材料的晶体结构的同时对其进行改性，使得到的再生正极材料满足电池的再次装配要求。
废旧锂离子电池正极有价金属的回收研究
废旧锂离子电池正极有价金属的回收研究电池、三元锂离子电池和钴酸锂电池这三种使用摘要：主要介绍了LiFePO4比较广泛的锂电池正极有价金属的回收研究进展，同时比较了干法回收和湿法回收之间的优点和不足，阐明了两种回收方法的现状，进一步提出了锂电池的回收将来一定是标准化、系统化、无污染化的观点。
关键词：废旧锂离子电池；回收；正极材料；有价金属引言石油作为不可再生战略资源，其用途可不仅仅用作汽车燃料，许多的高科技领域都有它的身影，而燃油汽车不仅需要耗费大量石油还会产生对环境有害的气体，所以由可再生能源驱动的新能源汽车必将成为将来的主流。
我国在2010年已经将新能源汽车纳入了战略产业的规划当中，2015—2018年产业增长速率皆在50%以上，2019年我国新能源汽车销量达到120.6万辆，2020年受新冠疫情的影响，新能源汽车的销量仍达136.7万辆再创历史新高[1]。
动力电池作为新能源汽车的核心，2018年装机量为56.89GW·h,2019年为62.27GW·h，2020年为62.85GW·h。
一般商用车电池寿命为5年左右，乘用车为8年左右，且人们日常生活中的手机、电脑等都是使用电池作为核心能源来驱动的，电作为可再生能源固然是好，但废旧电池的回收又成了人们必须面对的问题。
锂离子电池的结构大致是由正极、负极、隔膜层以及电解液组成，含有铜、铝、钴、镍、锂等金属元素。
随着钴、镍等金属资源的日益减少及废旧锂电池会对环境造成巨大危害，废旧锂电池的回收再利用已迫在眉睫。
废旧锂电池的回收作为我国新能源产业链的最后一环，也是新能源产业循环链的控制步骤，对新能源产业的长远发展有着重要意义。
目前废旧电池的回收方法主要分为干法回收和湿法回收。
干法适用于大多数的锂电池回收，同时也是已投产规模化的回收方法，将深度放电后的电池进行破碎处理，再进行磁选分离，最后使用高温进行煅烧。
干法回收的能耗大、设备投资高、回报低且无法回收锂电池正极材料中的锂、镍等有价金属。
废旧锂离子电池中钴的回收
废旧锂离子电池中钴的回收王仁祺【期刊名称】《《电源技术》》【年(卷),期】2012(036)004【总页数】3页(P587-589)【关键词】废旧锂离子电池; 钴; 物理法; 化学法【作者】王仁祺【作者单位】北京工业大学循环经济研究院北京100124【正文语种】中文【中图分类】TM912锂离子电池自1991年产业化生产以来，凭借能量密度高、循环寿命长、自放电小、输出电压高等优点得到了迅速发展[1]，己广泛地应用于移动电话、照相机、液晶电视机、笔记本电脑、空间技术等领域。
随着锂离子电池在我们日常生活中应用的日益普及，我国不仅成为锂离子电池消费大国，同时也迅速成为废旧锂离子电池产生大国。
如何使废旧锂离子电池资源化，特别是使稀缺金属钴等材料高效回收再利用已成为当前研究的热点工作。
1 锂离子外壳及内部电芯组成电池外壳：由不锈钢、镀镍钢和铝等组成。
电池的内部：由正极、电解液、隔膜、负极组成。
正负极组成详见表1[2]。
常用的正极材料有 LiCoO2、LiNiO2、LiFePO4 和 LiMn2O4等，其中LiCoO2是正极材料应用最多的，而LiFePO4的应用前景最为广阔。
负极活性物质多为嵌有金属Li的石墨、硬碳、软碳[3]。
电解质溶液中的溶质常采用锂盐，如六氟磷酸锂(LiPF6)等，溶剂常采用有机溶剂，如乙醚等。
为了获得性能优良、价格低廉的正极材料，一方面是对现有正极材料进行掺杂改性处理，如 LiCo1－xNixO2、Li1+xMn2O4、LiMyMn2－yO4等，另一方面寻找新的正极材料[4]。
目前，在对正负极材料的改性领域，日本、美国已取得了突破性成就，拓宽了正负极材料的种类并使其功能优化。
表1 正负极组成物质及其所占比例2 废旧锂离子电池回收的必要性2.1 锂离子电池中的金属材料含量以常见的重约40 g的手机电池为例，可看出锂离子电池中金属材料的含量[2](如表2所示)。
钴、锂等作为生产锂离子电池的原材料，在自然界中蕴藏很少。
废旧三元锂离子电池正极材料回收技术研究进展
废旧三元锂离子电池正极材料回收技术研究进展一、本文概述随着电动汽车和可再生能源存储系统的广泛应用，锂离子电池（LIBs）的需求正在快速增长。
然而，这种增长也带来了一个严重的问题：废旧锂离子电池的处置和回收。
其中，三元锂离子电池（NCA、NMC和LFP等）因其高能量密度和良好的性能而被广泛应用于各种电子设备中。
因此，废旧三元锂离子电池正极材料的回收技术研究显得尤为重要。
本文旨在全面概述废旧三元锂离子电池正极材料回收技术的最新研究进展。
我们将首先介绍三元锂离子电池的基本结构和工作原理，然后重点讨论目前主流的回收技术，包括物理法、化学法和生物法。
我们将详细分析这些技术的优点和缺点，以及在实际应用中所面临的挑战。
我们还将探讨未来废旧三元锂离子电池正极材料回收技术的发展趋势和可能的研究方向。
通过本文的综述，我们希望能够为研究者、工程师和政策制定者提供关于废旧三元锂离子电池正极材料回收技术的全面理解，并推动该领域的技术进步和实际应用。
二、废旧三元锂离子电池正极材料的组成与性质废旧三元锂离子电池正极材料主要由锂、镍、钴、锰（或铝）等元素组成，这些元素通过特定的化学反应形成了具有层状结构或尖晶石结构的化合物，如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2（NCM）或LiNi5Mn3Co2O2（NCA）等。
这些化合物在电池充放电过程中，通过锂离子的嵌入和脱出实现电能的存储和释放。
废旧三元锂离子电池正极材料的性质主要表现为其电化学性能、物理性能和化学稳定性等方面。
电化学性能方面，废旧正极材料应具有良好的充放电性能、高的能量密度和长的循环寿命。
物理性能方面，废旧正极材料应具有一定的结构稳定性，以抵抗电池充放电过程中的体积变化。
化学稳定性方面，废旧正极材料应具有良好的化学稳定性，以避免在电池使用过程中发生副反应。
然而，随着电池的使用和老化，废旧三元锂离子电池正极材料的性能会逐渐下降，主要表现在电池容量衰减、充放电效率降低、结构稳定性变差等方面。
废旧锂电池中金属钴和铝的回收
锂离子二次 电池 问世 以来 ，凭借其优异 的性 能迅速 占领 电 池市场 ，并得到广泛应用。 目前 ，锂 离子二次 电池 中使用 的负 极 材 料 多为 石 墨 ，正 极 材 料 则 为 嵌 锂 过 渡 金 属 氧 化 物 Ｊ 。 如 果 手机 电池被废弃后不做任何处理 ，不仅对环境产 生污染还 会危 害人类健康 ，因此对 废 旧手 机 电池 科学 回收是非 常有 必要 的。 目前对 于废 旧电池 中有利金属 的回收设备 要求高 ，操作环 境恶 劣 Ｊ 。本实验针对电池中铝和钴 的 回收工艺简单 、流 程短 、成 本低 、资源 回收率和产品纯度高 ，是一个清洁生产工艺 。
旭 ，金 士 威
武汉 ４ ３ ０ ０ ０ ０ ）
乌鲁木 齐 ８ ３ ０ ０ ０ ０；２武汉工程 大学 ，湖 北
摘 要 ：采用碱溶解铝一低固液比盐酸浸出一Ｐ ５ ｏ ７ 萃取一碳酸沉锂一结晶回收钴的流程 ， 研究了废旧锂电池中金属铝和钴
的回收工艺 。探讨了氢氧化钠 的浓度 和 ｐ Ｈ值对铝产率 的影 响；考 察 了盐 酸的浓度 、溶解 时 间以及双氧水加 入的量对 钴的浸 出率 的影响 。试验表明 ，当 ｐ Ｈ值 为 １ ０，氢氧化铝 的浓度为 ０ ． １ ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ时铝 的回收率可 以达 到 ９ ２ ％ ；在 盐酸的浓度为 ９ ％ ，溶解 时间为 ２ ． ５ ｈ的条件下钴的浸出率可以达 到 ９ ０ ％。
第４ ｌ 卷第 ９期
２ ０ １ ３年 ５月
广
州
化
工
Ｖｏ １ ． ４ １ Ｎｏ ． ９
一种从废弃钴酸锂电池中浸出钴和锂的方法
一种从废弃钴酸锂电池中浸出钴和锂的方法废弃钴酸锂电池中的钴和锂是很有价值的资源，因此开发一种有效的浸出方法是非常重要的。
以下是一种从废弃钴酸锂电池中浸出钴和锂的方法：1.废弃电池的预处理：首先，将废弃的钴酸锂电池进行预处理，将电池壳体打开，取出内部的正极和负极材料。
然后，将正负极材料分别进行破碎和粉碎处理，以增加浸出的效果。
2.酸洗：将粉碎处理后的正负极材料分别置于不锈钢罐中，加入足够的稀硫酸进行酸洗。
酸洗过程中，碎片中的部分有机物和碱式物质将会被溶解，而钴和锂则会被转化为水溶性的硫酸盐。
3.过滤：将酸洗后的溶液倒入滤纸中进行过滤，以去除残留的固体杂质，得到含有钴和锂的硫酸盐溶液。
4.沉淀：将硫酸盐溶液转移到搪瓷器内，并加入氨水或氢氧化钠等碱性溶液中，逐渐调整pH值。
在适当的pH范围内，钴和锂会以沉淀的形式析出。
这一步主要是将钴和锂从溶液中分离出来。
5.沉淀回收：将沉淀后的钴和锂物质进行过滤、洗涤和干燥处理，得到纯度较高的钴和锂产品。
6.超滤回收：将过滤后的溶液进行超滤，以回收未沉淀的钴和锂盐，同时去除溶液中的杂质，以进一步提高钴和锂的回收率。
7.溶液处理：对于滤液的处理，可以采用晶体化学方法进行溶液处理。
通过调整溶液的pH值、温度和浓度等参数，以使溶液中的钴和锂盐进行再结晶，得到较高纯度的钴和锂盐。
总之，该方法综合利用了化学反应和物理分离技术，可以实现废弃钴酸锂电池中钴和锂的高效浸出和回收。
同时，该方法在材料处理和溶液处理等方面也将对环境造成较小的影响。
然而，该方法仍然需要进一步的实验研究和工程化实施，以提高钴和锂的回收率和纯度，并优化工艺条件，减少废水和废气的排放。
酸浸—萃取—沉淀法回收废锂离子电池中的钴
酸浸—萃取—沉淀法回收废锂离子电池中的钴张新乐;徐金球;张晓琳【摘要】采用酸浸—萃取—沉淀法回收废锂离子电池中的钴.实验结果表明:废锂离子电池在600℃下煅烧5h可将正极材料上的有机黏结剂与正极活性物质分离;正极活性物质在NaOH溶液浓度为2.0 mol/L、n(NaOH)∶n(铝)=2.5、碱浸温度为20℃的条件下碱浸反应1h后,铝浸出率达99.7％;已除铝的正极活性物质在硫酸浓度为2.5 mol/L、H2O2质量浓度为7.25 g/L、液固比为10、酸浸温度为85℃的条件下酸浸反应120min,钴浸出率高达98.0％;酸浸液在pH为3.5、萃取剂P507与Cyanex272体积比为1∶1的条件下,经2级萃取,钴萃取率为95.5％;采用H2SO4溶液反萃后在硫化钠质量浓度为8 g/L、反萃液pH为4的条件下沉淀反应10 min,钴沉淀率达99.9％.【期刊名称】《化工环保》【年(卷),期】2016(036)003【总页数】6页(P326-331)【关键词】酸浸;萃取;沉淀;废锂离子电池;钴【作者】张新乐;徐金球;张晓琳【作者单位】上海第二工业大学环境与材料工程学院,上海201209;上海第二工业大学环境与材料工程学院,上海201209;上海第二工业大学环境与材料工程学院,上海201209【正文语种】中文【中图分类】X705锂离子电池具有较高的工作电压和能量密度，自放电率低，无记忆效应，被广泛应用于移动电子设备［1］。
我国是锂离子电池的消费和出口大国，但对锂离子电池的回收率较低［2］，大量废锂离子电池处于被暂存或遗弃的状态，不仅浪费资源，也对环境造成污染。
锂离子电池中含镍5%～10% （w）、锂5%～7%（w）、钴5%～20%（w）［3-4］。
锂离子电池主要由正极、电解液和负极组成，其中正极主要由LiCoO2活性物质、炭黑、铝箔集流体和黏结剂组成。
回收废锂离子电池就是对其正极物质进行回收［5-6］。
回收废旧锂离子电池有价金属的研究进展
锂 离子 电池 自２ 世 纪 ９ 年 代进入商业 化 Ｏ ０ 以来 ， 已广泛 应 用 于便 携 式 电子 产 品领 域 ， 包 括 移 动 电话 、 笔 记 本 电 脑 、 摄 像 机 、 数 码 相机 、医疗 器 械 等 。重量 轻 ， 体积 小 是 当 前 这些机 器 的发展趋 势 。锂 离子 二次 电池是 这 些便 携式 设 备 仪 器首选 的 高能 动 力 电池 。 但是 ， 几年 来 ， 近 随着锂 离子 电池 用量 急 速 增加 ，报废 的锂 离子 电池也 将逐 年 大幅 度 增 多。当这些数 以吨 计的锂 离子 电池 报废后 ， 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 … 。西 方 发达 国家对 电池的 使用 和废 旧 电池 的 回收 已经制定 了严 格的管 理法 规并 开展 了积极 的 研 究 工 作 ，例 如 ： 久 前 ，欧 盟委 员会 通 】 不 过 了一项 关于制 定 电池 回收再利 用新 指令 的 建议 ， 根据规 定 ， 生产商应 承担 电池 回收 、 处 理和再利 用的费 用。 我 国， 管 目前还 没有 在 尽 相应 的法 律法规 ，但 随着 社会 和经 济的发 展 以及 人们 对环保 的 日益重 视 ，废 旧锂离子 电 池 的 回收将 成 为十 分迫 切 的 问题 Ｉ 。 锂 离子二 次 电池 中含有 多种 有 回收价 值 的 贵 金 属 ， 如 钴 、 锰 、 锂 等 。 因此 ， 回 收处理 废 旧锂 离子 二次 电池 不仅 具有 较大 的 经济 价 值 ，还有 益 于保 护 环境 ，保 护生 态 。 本文 综述钴 、锂 和锰 的国 内外 回收处理 工艺 的研究进展 。
１锂 离子电池的结构
目前 ，锂 离子二 次 电池 中使 用的 负极 材 料 多为石 墨 ，正极 材料 则为嵌 锂过 渡 金属氧 化 物 ， 如 Ｌ Ｃ ０， ｉ ０ 、Ｌ Ｖ０ 、及 ｉ ０ 、Ｌ Ｎｉ ｉ Ｌ ＭｎＯ 等 。 ｉ ２４ 锂 离子 电池 的外 壳材 料为 不锈 钢 、镀镍 钢 、铝 等 ，形 状 有方 型和 圆柱 型 ，正 极 与 负极用隔 膜隔 开后 卷绕而 成 。正 极 由约 ８ ％ ８ （ 质量分 数） 的正 极活性 物 质、７ ％～８ （ ％ 质量 分数 ） 的导 电剂 、３ ％～４ （ ％ 质量分 数） 的有机 粘 合剂 均 匀混 合后 ，涂 布 于 厚约 ２ ｍ 的 ０ 铝箔集 流体上 。负极 由约 ９％ （ ０ 质量分 数） 的 负极 活性 物 质碳 素材 料 、４ ％～５ （ ％ 质量 分 数） 的导 电剂 、６ ％～７ （ ％ 质量 分数 ） 的有机 粘 合剂 均匀 混 合后 ，涂布 于 厚约 ｌ 的 铜 ５ｕｍ 箔集 流体 上 。 电解 液 为 ｌ ｌ Ｌ的 Ｌ Ｐ ｍｏ ／ ｉ Ｆ 的
2024届陕西省榆林市第十中学高三下学期模拟预测理综试题-高中化学
2024届陕西省榆林市第十中学高三下学期模拟预测理综试题-高中化学一、单选题1．化学与生活息息相关，下列说法错误的是A．生活用品中加入银离子可有效防护细菌侵入B．铁粉可用作食品包装袋中的脱氧剂C．航天员手臂“延长器”中的碳纤维是无机非金属材料D．从石墨中剥离出的石墨烯薄片能导电，是一种电解质2．N A是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．标准状况下，22.4L氩气含有的质子数为18N AB．常温常压下，17gNH3中含有的非极性共价键数为3N AC．2.4gMg在空气中燃烧生成MgO和Mg3N2，转移电子数目为0.1N AD．1.0molCH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为N A3．X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的短周期主族元素。
由这5种元素组成的某化合物是电池工业中的重要原料，该化合物的结构式如图所示。
下列说法正确的是A．原子半径：Y<Z<WB．最高价含氧酸的酸性：Z>MC．该化合物中除X外，其余原子均满足8电子稳定结构D．单质的熔点：W<M4．药物沃塞洛托的重要中间体Y的合成路线如图所示．下列说法不正确．．．的是A．1molX最多能与3molNaOH反应B ．Y 分子中所有原子有可能共平面C ．X Y 、的分子组成相差43C HD ．用红外光谱可确证X Y 、存在不同的官能团 5．下列装置可以用于相应实验的是A ．AB ．BC ．CD ．D6．一种热电池的结构如下图所示，电池工作时需用引燃剂引发Fe 和KClO 4的反应，产生的热量会使LiCl 、KCl 熔化，电池开始工作。
电池放电后有Li 7Si 3、Fe 和Li 2S 生成。
下列说法正确的是A ．电极电势：Li 13Si 4>FeS 2B ．放电时Li 13Si 4电极上所发生反应为3Li 13Si 4+11e -=4Li 7Si 3+11Li +C ．电路上每转移1mol 电子，消耗FeS 2的物质的量为0.25molD ．该热电池常温下不能工作的原因是LiCl 、KCl 常温下不含离子7．常温下，向-120.00mL 0.10mol L HA ⋅溶液中滴入-10.10 mol L ⋅的NaOH 溶液，溶液中酸度值()()+-c H AG AG=lg c OH ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦与加入NaOH 溶液的体积关系如图所示。
从废旧锂电池中电化学还原回收碳酸钴锂的实验报告
碳酸钴锂的实验报告
一、回收实验概述
利用电化学还原技术实验研究在低酸度溶液中电解浸出废旧锂离子电池正极片(碳酸钴锂)的新方法。线性伏安扫描结果表明：碳酸钴锂的还原峰电位为0.30 V(vs SC E)，实验验证了此方法的可行性。通过条件实验对影响钴和铝浸出率的各因素进行考察，得到电解浸出的最佳条件：电流密度15.6 mA/cm2、硫酸浓度40 g/L、柠檬酸浓度36 g/L、温度45℃、时间120 min。在此优化条件下，钴和铝的浸出率分别为90.8%和7.9%。电解浸出后，可直接回收铝箔，用扫描电子显微镜(SEM)对铝箔表面进行观察，结果表明：铝箔在浸出过程中的腐蚀深度远小于其表面原有点蚀坑的深度。目前，环境和资源问题日益突出，而大量废弃的锂离子电池对环境和资源所产生的压力均不可估量。如何高效低能耗地回收废旧电池中的有价金属成为面临的重要课题。
式中：c0为电解浸出液中的Co2+浓度，g/L；c1为渣浸出液中的Co2+浓度，g/L;c2为电解浸出液中的Al3+浓度，g/L；V0为电解浸出液体积，L；V1为渣浸出液体积，L；m为回收铝箔质量g。
1.3分析方法及仪器
采用亚硝基R盐分光光度法测定钴含量；采用铬天青S分光光度法测定铝含量；采用PS−2真空型ICP−AES对试样进行全元素分析；使用RST5000电化学工作站测试线性扫描伏安曲线，其中工作电极表观面积为1cm2，辅助电极为大片铂电极，参比电极为饱和甘汞电极，扫描速率为5 mV/s；采用荷兰Quanta−200型扫描电子显微镜分析铝箔表面形貌。
实验中使用300 mL烧杯作为电解池，截取2.5 cm×10 cm的正极片经压平后作为电解池阴极，以0.5 cm×0.5 cm的铂片为对电极，进行恒电流电解，电解液中硫酸钠作为支持电解质，它与硫酸的浓度之和固定为0.5 mol/L。电解浸出后，经蒸馏水冲洗即可回收完整的铝箔，残渣则用体积比为1:1的HCl溶解。其中，钴浸出率η(Co )和铝浸出率η(Al)分别较多文献对废旧锂离子电池的回收进行报道，但未充分考虑工艺技术与生产成本之间的矛盾平衡，导致工业化进程长期停滞不前。对废旧锂离子电池进行回收，其关键在于正极片的处理工艺。铝箔与正极粉用粘接剂牢牢粘结在一起，常规剥离十分困难，其典型分离工艺为直接酸浸和碱煮−酸浸工艺，但其浸出液中成分复杂、净化过程压力较大，且回收的氢氧化铝价值偏低。后来用有机溶剂溶解分离活性物质和集流体的方法，可以回收完整的铝箔，但有机溶剂成本高、毒性大，且存在有机溶剂的循环利用问题。所以，低成本处理正极片LiCoO2兼顾回收铝箔成为技术难题之一。另一方面，在湿法回收工艺中，浸出过程是整个工艺流程的核心，大多以酸浸为主，而H2SO4−H2O2法在浸出体系中长期占据重要位置。高浓度强酸作为浸出剂，且加入H2O2等还原剂，从价格而言不具有优势。为此，本方法利用电化学还原法，直接以钴酸锂极片为电解池阴极，在低酸度溶液体系中，一步完成LiCoO2的选择性浸出以及正极粉与铝箔的分离。由外加电源提供电子，不仅可取代双氧水，而且可对铝箔施以阴极保护，使其剥离后以单质的形式回收。该工艺流程简单，可控性强，且能有效避免引起二次污染，是一种绿色环保工艺。
锂电池贵金属回收技术
锂电池贵金属回收技术随着电动汽车和可再生能源的快速发展，锂电池作为新型动力电池已经成为主流。
随着锂电池的大规模应用，废旧锂电池的处理也成为一项重要的环保和资源回收问题。
锂电池中含有多种贵金属，如钴、镍、锰等，因此有效的回收技术对于环境保护和资源利用至关重要。
一、废锂电池中的贵金属废旧锂电池中含有的贵金属主要包括钴、镍和锰，它们是锂电池的重要组成部分，回收这些贵重金属对于降低资源浪费和环境污染具有重要意义。
1. 钴：锂电池中的正极材料大多含有钴，钴是一种重要的贵金属，其在电动汽车电池中的含量较高。
钴的回收对于减少对有限资源的依赖和环境污染具有重要意义。
2. 镍：镍是另一种重要的贵金属，它通常作为锂电池正极材料中的组成部分，镍的回收可以有效减少资源消耗和环境压力。
3. 锰：在某些类型的锂电池中，锰也是一个重要的贵金属成分，有效回收锰可以提高资源利用效率。
二、废旧锂电池贵金属回收技术随着锂电池回收技术的不断发展，各种回收技术逐渐成熟并得到广泛应用。
1. 物理分离技术：物理分离技术主要包括粉碎、筛分、磁选等方法，通过对废旧锂电池进行物理分离处理，可以有效提取其中的钴、镍等贵金属。
2. 化学溶解技术：化学溶解技术通过将废旧锂电池置于特定的溶剂中，溶解其中的正极材料，然后通过化学沉淀或电解析等方法，可以高效回收其中的贵金属。
3. 电化学回收技术：电化学回收技术是一种新兴的废旧锂电池贵金属回收方法，通过电化学方法可以有效地提取锂电池中的贵金属元素，具有高效、环保等优点。
三、废旧锂电池贵金属回收的前景和挑战废旧锂电池中的贵金属回收虽然具有重要意义，但也面临一些挑战和难点。
1. 技术研发：当前，锂电池回收技术仍处于不断创新和研发的阶段，需要进一步提高回收率和降低成本。
2. 设备更新：废旧锂电池的回收需要配备专门的设备和工艺，因此需要不断更新维护设备。
3. 环境保护：废旧锂电池中的贵金属回收过程中需要注意环境保护问题，尽可能减少废水、废气和固体废物的排放。
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2L iCoO 2+ 3H2 SO4 + H2 O2 L i2 SO 4+ 2CoSO4+ 4H2 O+ O2 确定从中回收铝、钴的工 艺流程为: 碱浸 酸溶 净化 沉钴。碱浸液 中的铝用 硫酸中和 制
取化学纯氢氧化铝, 回收率 94 84% ; 钴以草酸 钴的形式回收, 产品 质量达 到赣州 钴钨有 限责任 公
4
稀有金属与硬质合金
总第 144 期
以看 出, 每 处理 1 t 铝钴 膜 废料 可 获纯 利 4 56 万元。
表 6 处理 1 t 铝钴膜废料的原材料消耗
项目
铝钴膜废料 氢氧化钠 98% 浓硫酸 27. 5% 双氧水 草酸铵 一次交换水 合计
用量/ kg
1 000 1 168 2 062 719 800 3 939
应中电子得失平衡, 发生如下反应:
2LiCoO 2 + 3H2SO4 + H2O2 L i2SO4 +
2CoSO4+ 4H 2O + O 2
( 3)
试验以温度、时间、双氧水用量为影响因 素, 进行正交试验, 通过方差分析找出酸溶最 佳工艺条件。
酸溶后溶液采用中和水解法净化, 反应
如下:
M en+ + n OH - = Me( OH) n
试验 编号
13 2 13 3 13 4 平均
表 4 净化试验结果
酸溶后液浓度/ g. L- 1 净化渣
Co
Al
含钴/ %
净化后液浓度/ g. L- 1 钴沉淀率 铝沉淀率
Co
Al
%
%
65. 51
0. 87
1. 5
42. 70
0. 093
0. 93
83. 67
65. 51
0. 87
2. 1
49. 81
2001 年 3 月总第 144 期
稀有金属与硬质合金
1
试验与研究
从锂离子二次电池正极废料 铝钴膜中回收钴的工艺研究
钟海云, 李 荐, 柴立元
( 中南大学冶金科学与工程系, 湖南 长沙, 410083)
摘 要: 根据锂离子二次电池正极废料 双氧水体系中的分解反应为:
铝钴膜原料中 LiCoO2 的性质, 提出了 LiCoO2 在硫酸、
的重要原料之一, 也是高、精、尖技术的支撑 材料, 其 应用范围日 益扩大, 消耗也 越来越 多。据预测, 以目前的消耗速度, 原生钴资源 可供使用的年限不到 67 年[ 1] , 因此注重钴二 次资源的回收利用显得非常重要。
锂离子二次电池具有许多优异的性能, 是便携、移动仪器设备小型轻量化的理想电
单价/ 元 kg- 1 价格/ 元
117
117 000
2. 2
2 569. 6
0. 5
1 031
22
1 581. 8
5
4 000
0. 1
393. 9
126 576. 3
表 7 处理 1 t 铝钴膜废料成本及效益概算
项目
价值/ 元
备注
原材料费 燃料及动力费 人工费 设备折旧费 包装费 企业管理费 销售费 不可预计费 成本合计
表性的赣州钴钨有限责任公司 Q/ GGH 01 89 草酸钴产品 标准[ 6] 进 行了比较, 见表 5。 结果表明, 所得草酸钴产品达到国内企业标 准。
表 5 试验产品与国内草酸钴产品标准比较 ( % )
项目
Co
Fe
Ni
Mn
As
Cu
Ca
Na
Q / GG H01 89 31 试验产品 31. 59
0. 008 0. 005 1
试验
酸溶 渣
酸溶后液 浸出率/ %
编号 渣率/ % 含 Co/ % Co 浓度/ g. L- 1 ( 渣计)
3
7 98 1 10
62 61
99 79
11
8 75 2 25
59 69
99 53
平均 8 37 1 68
61 15
99 66
43 净 化 将酸溶后液用 NaOH 调 pH 至 5 0 净化
除杂, 结果列于表 4。钴的损失约为 1 0% , 87 81% 的铝被除去。 44 沉 钴
( 4)
金属离子的水解 pH 可用下式计算:
pH =
1 n
1g K
SP -
1g K
W-
1 n
1g
M en +
( 5)
式中: K SP 金属 Me 的氢氧化物溶度积;
K W 水的离子积;
Me n+
金属离子 M en+ 的活度
经计算, 控制溶液 pH 值为 5, 就能保证
A l3+ 、Fe3+ 沉淀完全( < 3 10- 6 mol/ L ) , 而 Co2+ ( 1. 0 mol/ L ) 不沉淀。
司的草酸钴产品标准, 直收率 95 75% 。每处理 1 t 铝钴膜废料可获纯利 4 56 万元。
关键词: 锂离子二次电池; 正极材料废料; L iCoO2; 回收; 钴; 草酸钴
中图分类号: T F 816 文献标识码: A
文章编号: 1004- 0536( 2001) 01- 0001- 04
钴是国民经济建设和国防建设不可缺少
总第 144 期
元素 含量
Co 41 89
Ni 0. 060
Al 10. 7
表 1 试验原料成分 ( % )
Li
Cu
Fe
Zn
Hale Waihona Puke Ca4. 93 0. 014 0. 063 0. 029 0. 000 83
Mg
Mn
A s O、C 等
0. 012 0. 008 6 0. 078 余量
原料中的铝以金属形态存在, 它是两性
度及较快的加料速度进行沉淀, 并在母液中 保留少量 Co2+ 。
3 工艺流程
在探索试验的基础上, 针对原料组成特 点, 并结合实际情况, 采用碱浸 酸溶 净化
沉钴的全湿法工艺流程从铝钴膜废料中回 收铝、钴, 如附图所示。
附图 从锂离子二次电池正极废料 铝钴 膜中回收铝、钴工艺流程
总第 144 期
钟海云, 等; 从锂离子二次电池正极废料 铝钴膜中回收钴的工艺研究
2 原理分析
收稿日期: 2000-07-13 作者简介: 钟海云( 1939- ) , 男, 中南大学冶金科学与工程系首席教授、博导, 长期从事真空冶金、材料科研工作。
李 荐( 1969- ) , 男, 中南大学冶金科学与工程系博士研究生、工程师, 从事冶金、材料科研工作, 联系人。
2
稀有金属与硬质合金
原料回收钴的研究还未见报道。本文在理论 分析的基础上, 研究了一种从铝钴膜废料中 直接回收钴的简单可行工艺。
1原料
锂离子二次电池的正极废料 铝钴 膜, 外观为带状箔片, 下层是作为集流体的纯 铝箔, 厚度 0 01 mm; 上 层为正极 活性物质 涂层 钴 酸 锂 膜 ( LiCoO 2) , 呈 黑 色, 厚 度 为 0 08 mm。有资料介绍其正极活性物质涂层 大致 组 成 为: 88% 的 正 极 活 性 材 料 ( L -i CoO2) 、8% 的乙炔黑导电剂、4% 的 PVDF 粘 结剂[ 4] 。表 1 是试验原料的成分分析结果。 根据 X 衍射分析, L iCoO 2 为六面体结构[ 5] , 其中钴为低自旋 Co3+ [ 9] 。
2N aAlO2+ H 2SO4+ 2H2O 2Al( OH) 3
+ N a2SO4 由于 Al( OH) 3 的 K SP = 1. 3
可以很完全地被沉淀下来。
( 2) 10- 33, 铝
为使钴浸出, 需将 L iCoO2 的结构破坏。 从反应速度、是否引入杂质、是否污染环境等
方面综合考虑, 选择在硫酸、双氧水体系中进 行浸出。根据元素的化学性质及氧化还原反
元素, 可与 NaOH 发生如下反应:
2A l+ 2N aOH+ 2H 2O 2N aAlO2+ 3H 2 ( 1) 根据电化学原理, 与铝箔复合在一起的
钴酸锂 膜, 起到 正极作 用而 加速 负极 铝与 NaOH 反应的速度。碱浸使绝大部分铝进入 溶液, LiCoO2 不溶, 全部进入碱浸 渣。碱浸 液中的 N aAlO2 用硫酸中和将铝以氢氧化铝 的形式沉淀, 反应如下:
126 576. 3 200 0 450 0 50 0 70 0 250 0 7 618. 2 300 0 135 514. 5
按 30 元 ( 班 人) - 1计 按销售收入的 4% 计
销售收入
190 455. 0
按每吨 草酸 钴产 品 15 万元计
利税 纯利
54 940. 5 45 600. 6
0. 062
1. 30
90. 68
65 51
0. 87
1. 4
44. 69
0. 065
0. 90
89. 09
65. 51
0. 87
1. 7
45. 73
0. 073
1. 00
87. 81
在净化后液中加入草酸铵溶液沉钴, 滤 饼烘 干、过 筛 即 为 草 酸 钴 产 品 ( CoC2O4 2H 2O ) 。沉钴率 97 52% , 全流程 钴的 直收 率为 95 75% 。所得草酸钴产品与国内有代
按利税的 83% 计
销售收入中未计氢氧化铝产品的价值。
6结论
( 1) 采用碱浸 酸溶 净化 沉钴工艺
流程从锂离子二次电池正极废料 铝钴膜 中回收铝、钴是可行 的。L iCoO2 在 硫酸、双 氧水体系中分解反应如下: