废弃三元电极材料的热还原特性及有价组分分离

本文基于电极材料中有机组分的热还原特性研究了废弃三元电极材料中各有价成分的资源化回收。使用热重分析(TG)法研究了电极材料有机组分热解失重行为,采用热重-气相色谱-质谱联用分析仪(TG-GC-MS)定性分析了在有机组分各失重温度下的热解产物,进而明确了失重行为产生的原因。在此基础上,探索了负极材料中有机组分丁苯橡胶对正极材料热还原的可行性,并使用X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析了不同条件下处理后正极材料的物相及价态变化;最后,基于实验结果提出了废弃三元锂离子电池电极片中有价成分全组分回收工艺。结果表明:正负电极材料有机组分的热解失重过程分为三个阶段,且失重原因主要为电解液挥发和黏结剂分解,但有机组分差异导致各阶段温度范围有所不同。热还原产物的XRD与XPS分析结果表明,去除黏结剂的正极材料在丁苯橡胶加入量超过18.5%后逐渐产生热还原效果,导致其结构破坏和元素价态降低。在前述实验基础上,开展正、负电极片混合热还原处理,产物经破碎筛分、磁选、水浸、碱浸、酸浸、分步沉淀等联合方法实现了有价组分的高效率回收。

添加剂对煤基石墨微观结构的影响

以太西无烟煤为原料,分别加入不同质量的二氧化硅、二氧化钛、氧化铁为添加剂,采用高温石墨化处理制备煤基石墨。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激光共焦拉曼光谱仪(RAMAN)、全自动比表面积和孔径分析仪(BET)等手段表征煤基石墨微观结构。研究表明经2800℃高温热处理后,所得煤基石墨的石墨化度均超过89%,显著改善了无烟煤无序的微晶结构,实现了煤中sp^(2)杂化碳原子有序化重排;在相同的添加剂混入水平下,以二氧化钛为添加剂的煤基石墨的石墨化程度、堆砌高度相对较高,层间距与理想石墨层间距差异最小,碳材料有序度越高;拉曼光谱显示不同添加剂作用下煤基石墨的有序度差异明显,并同步受添加剂用量影响,各添加剂中TXSC3、TXTC2和TXIC3煤基石墨的有序度最高;扫描电镜下发现在3种添加剂条件下,可分别制备出鳞片状,球形以及2种形貌兼具的煤基石墨;各煤基石墨的比表面积和孔径分布数据显示具有相似的低温氮气吸附−脱附等温线。

预先除杂—多段焙烧强化废旧锂电材料选择性优先提锂

以废旧三元锂电混合电极材料为原料,通过预处理除杂和多段焙烧,实现高效选择性优先提锂。采用单因素试验确定了碳热还原的最优工艺条件:焙烧温度700℃、焙烧时间120 min。在最优热处理条件下,通过热解—水力搅拌—筛分—碱浸脱除有机质和铝箔,锂回收率从85.22%提高至92.70%;通过二段焙烧水浸,锂回收率可进一步提升至94.16%。

碳热还原-多段浸提强化废旧锂电材料选择性提锂研究

废旧锂离子电池机械破碎混合电极材料成分复杂,导致选择性提锂效率较低,本研究提出了还原焙烧-多段浸提相结合的锂离子高效选择性提取方法。首先,以混合粉料中的负极材料石墨作为焙烧还原剂,实现正极材料高效还原以及锂离子的转化迁移;然后,通过水浸与碱浸相结合的浸出方式实现锂离子的高效选择性浸出,采用p H调节法沉淀脱除碱浸溶液中的铝离子;最后,采用有氧焙烧-水浸提锂的方法回收沉铝渣中夹带的锂离子。研究结果表明:在700℃热场作用下,混合粉料中的碳粉、残留铝箔等复杂多元物质均影响还原焙烧过程,混合粉料中锂离子的赋存状态包括水溶性Li2CO3、碱溶性LiAlO2、酸溶性LiF等;水浸法可实现75.6%水溶性锂回收,碱浸法可实现10.8%碱溶性锂回收;当pH为6时,可实现锂溶液中铝离子的高效沉淀脱除,有氧焙烧过程可实现沉铝渣中锂离子的析晶,形成可溶性锂盐,而铝则转化为不溶于水的Al2O3,焙烧水浸可实现沉铝渣中95%锂离子的回收。经还原焙烧—水浸—碱浸可实现混合电极粉料中锂离子的选择性提取,有氧焙烧—水浸可实现沉铝渣中夹带的锂离子高效回收,碳热还原—多段浸提后废旧锂电材料中锂离子选择性优先提取效率可达到86.21%。

废旧钴酸锂材料中Co_(3)O_(4)水热反应机理

多次充放电循环后的废旧钴酸锂电池中,正极材料LiCoO_(2)会发生相变产生Co_(3)O_(4),导致锂离子的传导速率降低,电化学性能下降。为了研究Co_(3)O_(4)水热修复为LiCoO_(2)的机理,以纯Co_(3)O_(4)为试验对象,在LiOH溶液中进行水热反应试验。采用正交试验和单因素试验的方法来探索H_(2)O_(2)用量、水热温度、反应时间和初始Li+浓度四个因素对反应后LiCoO_(2)产率的影响规律,并借助SEM、XRD、XPS等手段对水热反应前后材料的微观形貌、物相组成和钴元素化合价态进行了综合分析。结果表明:Co_(3)O_(4)可以在LiOH溶液中发生水热合成反应,在加入H_(2)O_(2)溶液作为氧化剂的条件下生成LiCoO_(2)。各因素对水热合成LiCoO_(2)反应的影响顺序为:H_(2)O_(2)用量>水热温度>反应时间>初始Li+浓度。在水热温度220℃、反应时间6 h、H_(2)O_(2)用量0.3 mL/g、初始Li+浓度3 mol/L的条件下,LiCoO_(2)的产率为80.72%。

主动脉动气流分选动力学模型及其数值模拟

主动脉动气流分选是一种新的干法分选方法,尤其适合于电子废弃物的处理与资源化利用过程.通过研究不同流型下颗粒运动的阻力系数差异,考虑主动脉动气流流场中颗粒运动所受到的附加质量力作用,研究并得出了斯托克斯和牛顿2种流体的颗粒在主动脉动气流场运动的动力学方程.对不同直径,不同密度,但空气动力学性质相似的等沉球形颗粒,进行动力学方程的计算机数值模拟,研究在紊流条件下的颗粒运动特性,优化动力学模型参数.模拟结果表明,优化后的动力学模型数值模拟结果与示踪颗粒实验室测试结果吻合.

阻尼式脉动气流分选装置的流场分析

实现颗粒按密度为主导的分离是气流分选研究的关键.对于传统气流分选,运动颗粒的空气动力学特性,即颗粒的沉降末速是影响气流分选的主要因素.理论上在稳定的上升流中,无法实现颗粒按密度为主导的分离.阻尼式脉动气流分选机气流在局部产生加速效应,可以使颗粒按密度分离.通过阻尼式脉动气流分选机流场模拟实验,揭示了气流在阻尼块附近的流场特性,得出了气流在阻尼块上部区域存在明显加速效应的结论,为脉动气流分选效果优于传统气流分选提供了理论依据.实验室实际物料分选实验表明,阻尼式脉动气流分选装置比传统气流分选机有更优越的分选效果,总分选效率提高6%～8%.

不同磨煤粒度条件下煤粉分离器分离特性研究

对某电厂一台ZGM95G型磨煤机进行开孔改造,动态采集不同工况条件下磨机内部煤样;对所采集的样品进行粒度分析和磨机内物料循环回路质量平衡计算,得到磨机的循环倍率及各采样点物料特性;利用ANSYS软件对煤粉分离器内的复杂流场进行变入口颗粒粒度的数值模拟研究,将数值模拟结论与试验研究结果进行比较,查验数值模拟研究结论的正确性与可靠性,以获得工业运行ZGM95G型磨机磨煤信息。结果表明,分离器分离比率随颗粒粒度大小变化的函数关系式为y=0.004 3x2-1.050 6x+103.54,即磨煤机循环倍率将随颗粒粒度的增大而先增加后减小,数值模拟结果与实验数据具有良好线性相关度。

基于地质统计学的煤田煤质插值方法比较

交叉验证及实证研究结果表明:在进行煤田煤质数据插值时,地质统计学方法优于常规的距离反比法、径向基函数法、多项式插值等方法,同时使用该方法时普通克里金法和泛克里金法的球状模型插值精度最好.

基于可用度的飞机可修件需求分析

科学地预测飞机对航空器材的需求量一直是现代航空保障所瞩目的一个问题。提出了一种以飞机可用度为评价指标来确定可修件需求量的分析模型。分别给出了以飞机可用度为目标函数,经济指标为约束条件的模型Ⅰ和以经济指标为目标函数,飞机可用度为约束条件的模型Ⅱ,以及模型的优化求解方法。最后以某战机的可修件为例,通过实例分析说明了该模型在实际飞行保障中的有效性。

主动脉动气流分选机理及流场模拟

通过分析不同雷诺数流型下颗粒运动阻力系数的差异,考虑主动脉动气流流场中颗粒运动所受到的附加质量力作用,分别得出斯托克斯和牛顿2种流体的颗粒在主动脉动气流场运动的动力学方程。对直径和密度不同,但空气动力学特性相同的等沉球形颗粒,进行动力学方程的计算机数值模拟,并优化动力学模型参数。在此基础上,应用颗粒高速动态分析系统对示踪颗粒的运动规律进行分析,研究主动脉动气流分选优于传统气流分选的机理。研究结果表明,数值模拟与示踪颗粒的实验室分选试验结果具有很好的一致性,低密度颗粒速度幅值与均值相对误差小于8%,高密度颗粒速度幅值与均值相对误差小于5%。

一种基于粗糙-模糊集集成模型的决策分析方法

针对信息系统为连续属性的情况,提出一种将粗糙集与模糊集相结合来获取决策规则的方法.这种基于粗糙-模糊集集成模型求取决策规则的方法通过一个模糊隶属函数将连续属性值表示成模糊值,从而避免了连续属性的离散化问题.同时给出了连续属性值转换成模糊值的表示形式,提出了模糊相似关系和模糊相似类的概念,给出了粗糙-模糊近似空间的下、上近似及其性质以及模糊相似关系下属性约简的方法.最后以自修复飞行控制系统的效能评估为例,给出了自修复效能评估的决策规则.

粗糙集中连续属性离散化的一种新方法

提出一种新的间接离散化方法——超曲面法。首先给出了超曲面的定义 ,证明了超曲面为一个高阶的多项式 ,且给出了该多项式的总项数 ;同时证明了超曲面数与最大决策规则数之间的关系。然后提出了应用支持向量机来求取最优超曲面的方法。最后以空军低消耗器材的储存策略为例 ,说明了超曲面的求解过程。实例仿真结果表明 ,用支持向量机来求解超曲面 ,不仅方法简单 ,而且较容易寻得最优解。结果还表明 ,文中提出的超曲面间接离散方法能较好地区分决策表中的决策类别 ,从而获得更为简捷的决策规则。

不完全信息的多属性粗糙决策分析方法

针对有偏好信息但信息不完全的多属性决策问题,给出了一种基于拓展粗糙集的决策分析方法.首先提出了扩展优势关系的概念;其次用扩展优势关系代替经典粗糙集中的不可分辨关系得到知识的粗糙近似,证明了粗糙近似的两种等效表示方法及基本性质,给出了分类决策规则;最后通过一个实例说明方法的可行性与有效性.

整体性治理:我国研究生教育质量保障体系构建的理性选择

阐述了研究生教育质量保障体系的系统性,认为研究生教育质量保障体系的碎片化影响了研究生教育质量保障系统功能的发挥和系统结构的稳定,指出整体性治理是走出碎片化困境,实现我国研究生教育质量保障系统目标的理性选择。

多元主体协同治理下的我国城市社区研究

随着社会利益多元化的时代变迁和社区建设的发展,治理理论和协同思想逐渐被运用到社区领域。社区协同治理的思路可以概括为社区公共事务社会化,其本质是国家与社会关系的再调整与治理结构的转变。多元主体协同治理的社区模型更注重治理过程中各种社会力量多元化目标的有效凝聚与整合,实现各种力量整体功能的优化和重组,从而实现社会整合的总体目标。

测量粗糙集中模糊性的一种新方法(英文)

针对粗糙集中存在的模糊性问题 ,提出了一种利用模糊熵测量其模糊性的方法。文中给出了一种新的模糊熵 ,提出了基于等价关系下粗糙集模糊熵的计算公式及等效表示方法 ,证明了这种模糊熵的性质。并将基于等价关系的粗糙集的模糊熵拓展到基于一般二元关系下粗糙集的广义模糊熵 ,给出了广义模糊熵的计算公式及等效表示形式。最后以一个例子说明粗糙集中模糊熵的具体求解方法。从例子可以看出 ,本文提出的模糊熵可以方便、有效地测量出粗糙集中的模糊性。

单位体制与社区体制:当前我国城市社会整合的二元模式探析

有效的社会整合能够协调利益关系、解决矛盾冲突、保持社会的秩序化和规范化。城市社区的兴起和发展打破了建国以来单位体制的一元化城市社会整合模式格局。在当前单位体制与社区体制的二元化格局中,单位体制依然是城市社会整合的主导形式,但社会变革使社区体制在城市社会整合中日益显现出不容忽视的扩展趋势。

基于模糊相容关系下的相容模糊粗糙集

本文针对模糊信息系统,提出了一种基于模糊相容关系的相容模糊粗糙集。文中给出了模糊相容类的定义,相容模糊粗糙集的表达形式,相容模糊粗糙隶属函数的定义及性质,相容模糊粗糙集的属性约简及模糊性测量方法.最后通过一个例子来说明了这种相容模糊粗糙集.

粗糙集中不确定性测量的修正粗糙熵方法

分析了引起粗糙集中不确定性的因素,对已有的测量不确定性的粗糙度与粗糙熵方法进行了比较,提出了一种修正的粗糙熵方法,证明了此粗糙熵的性质,并将基于等价关系的修正粗糙熵拓展到基于一般二元关系下的广义修正粗糙熵,同时给出了广义修正粗糙熵的定义及性质.通过分析和实例可以看出,所提出的修正粗糙熵方法可以用来更合理、更精确地测量粗糙集中的不确定性.