锂离子电池隔膜物理及电化学性能评价及对比

对目前被广泛使用的聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合隔膜和氧化铝涂覆聚乙烯隔膜的物理性能和电化学性能进行了详细的分析对比.研究表明:氧化铝涂覆聚乙烯隔膜相比于其他三种隔膜,除拉伸强度略低于聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合隔膜外,在耐穿刺性、热稳定性、润湿性及离子电导率等方面均具有更突出的性能.其穿刺强度达到了426.91 N·mm^(-1),并且在140℃下热处理1 h基本没有热收缩.氧化铝颗粒的亲水性提高了隔膜与电解液之间的润湿性,使得隔膜具有优异的离子电导率(0.719 mS·cm^(-1)),并且100次循环后容量保持率为91.19%,优于聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合隔膜.表明氧化铝涂覆聚乙烯隔膜与其他三种隔膜相比在长循环、高功率和高安全性的锂离子电池中具有最好的应用前景.

废加氢催化剂熔炼合金酸浸液中钼、镍萃取分离研究

针对废加氢催化剂熔炼合金加压氧化酸浸液,采用N235萃取剂萃取分离回收其中的钼与镍。考察了酸浸液中SO_(4)^(2‒)浓度、酸浸液pH值、有机相组成、有机相与水相的相比V(O)/V(A)对钼萃取过程的影响,以及氨水浓度、相比对钼反萃过程的影响。结果表明,较优萃取条件为酸浸液中SO_(4)^(2‒)浓度为1.2 mol/L、酸浸液pH值为0.9、有机相组成(V/V)为10%N235/15%仲辛醇/75%磺化煤油及V(O)/V(A)为1/1,单级钼的萃取率可达99.80%,而镍的萃取率仅为2.35%;较优反萃条件为反萃剂6 mol/L氨水与V(O)/V(A)为1/1,单级钼的反萃率可达90.63%。含镍萃余液及含钼反萃液通过后续的常规净化、结晶制备得到的三氧化钼与硝酸镍,从而实现了废加氢催化剂中有价金属的循环利用。

铅冶炼物料工艺矿物学与热力学平衡研究

富氧熔池熔炼-液态高铅渣直接还原工艺因对原料适应性强、熔炼炉运行稳定可靠、金属回收率高及氧化炉熔炼烟气中二氧化硫浓度高,在铅冶炼工业中占有越来越重要的地位。但目前对于该工艺的理论基础研究较为薄弱,亟需对该工艺冶炼过程热力学平衡等进行理论研究,为工艺的优化提供理论支持。首先对冶金过程物料如铅精矿、高铅渣及还原渣进行了工艺矿物学研究,然后通过FactSage8.1热力学软件计算,研究了氧化段氧气系数、熔炼温度及还原段还原剂用量对体系中Pb分配率和熔炼渣中Pb、S等元素含量的影响规律。计算得出,铅富氧熔池氧化熔炼中铅的直收率在氧气系数1.0、熔炼温度1200℃左右时达到最高;温度的升高与FeO、CaO的加入有利于高铅渣还原反应的进行,在还原剂用量大于5.7%时铅的还原率达到91%。

退役磷酸铁锂电池回收技术综述

近年来,我国新能源汽车及储能领域快速发展,磷酸铁锂电池使用量井喷式上升。在未来会产生大量退役磷酸铁锂电池,对其进行回收不仅可以缓解国内锂资源紧缺的问题也能减少含氟电解液带来的环境污染。回顾了近年来国内外退役磷酸铁锂电池回收技术,包括电池预处理、磷酸铁锂正极废料修复、全浸出回收、选择性提锂及提锂尾渣的回收等,总结归纳了各技术最新的研究成果,从工艺的经济性、回收率、环境影响等方面,对各个工艺的优缺点进行分析,并展望了未来退役磷酸铁锂电池回收技术的发展方向。

失效锂离子电池正极材料直接再生的研究进展

直接再生是失效锂离子电池正极材料最为理想的循环利用方式,成本低、能耗低且排放少,契合当前我国低碳发展的新形势。本文全面综述直接再生研究的最新进展,首先介绍碱溶液处理、有机溶剂浸泡和热处理等前处理方式的原理、效果及其影响;之后,分别总结失效钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂正极材料直接再生的研究报道,分析焙烧法、水热法、电化学法和化学补锂法等再生方法的特点,评述各种方法的优势与不足;最后,多角度分析直接再生可能面临的应用挑战,并提出建议。

铜渣组分含量对渣锍高温沉降分离效果的影响

本文利用高温沉降实验对FeO-SiO2-Fe3O4-CaO-Al2O3-MgO系中不同组分含量以及温度对铜渣、铜锍分离效果的影响进行研究,同时利用热力学计算软件FactSage结合含固相熔渣的黏度、密度计算公式,对不同渣型炉渣的黏度和密度进行计算,进而研究其对渣锍分离效果的影响。结果表明,当炉渣黏度大于0.5 Pa·s时,黏度升高对渣锍分离有着十分不利的影响。当炉渣各组分控制在SiO2/Fe比(w(SiO2)/w(Fe))0.82%~0.97%、w(CaO)0~6.2%、w(Al2O3)2%~7%、w(MgO)0~1.25%和w(Fe3O4)0~10%,且沉降温度在1230℃以上时,熔渣具有良好的流动性,其密度也在理想的范围内,沉降后渣中的含铜量低于1%。由沉降后渣的矿相分析表明,难以沉降的铜物相主要为呈点状分布的微米级黄铜矿和少量大粒径的辉铜矿。

W-Mo-H_2O体系钨钼分离的热力学分析

绘制25℃时W-H2O系、Mo-H2O系以及W-Mo-H2O系中存在的物种随pH值、钨、钼浓度变化的热力学平衡图,并总结其变化规律。热力学分析表明:W-Mo-H2O系中的钨、钼在酸化过程中一般经历从单体离子到杂多酸根离子再到同多酸根离子的转变过程。在pH值为6.5-7.5的范围内,钨转变成聚合离子的程度均高于钼,表明单钨酸根离子的聚合能力强于单钼酸根离子的;而在pH值为3.0-6.5的弱酸性区间内,溶液中形成浓度较高的钨钼杂多酸根离子,这对于钨钼分离极其不利。

W(Ⅵ)-V(Ⅴ)-H_2O体系钨钒分离的热力学分析

通过热力学计算绘制25℃时W(Ⅵ)-V(Ⅴ)-H_2O系中存在的离子随pH、钨、钒浓度变化的热力学平衡图,并总结其变化规律。通过热力学分析,从理论上寻找到钨、钒在混合溶液中存在形式上的差异,并据此提出钨钒分离的技术路线。钒形成聚合离子的能力强于钨。在pH约为8.5~9.0的条件下,溶液中绝大部分的钒以聚合离子形式存在,而钨则几乎全部为单核离子,利用该差异通过合理的分离手段即可实现二者的有效分离;而在钨、钒浓度均较低时,体系会在pH较低的条件下形成VO_2^+离子,而此时钨的存在形式全部为阴离子,因而,采用阳离子萃取剂或阳离子树脂可望选择性地将VO_2^+从溶液中分离。

铜冶炼烟气中单体硫生成影响因素的热力学分析

利用FactSage软件对铜熔炼的气相进行热力学平衡研究,分析烟气中单体硫生成的机理,详细考察了气相初始含量和温度等因素对平衡烟气中单体硫含量的影响规律,并为降低单体硫的含量提供了可行的技术方案。结果表明:CO对SO_2、H_2O具有还原作用,从而生成S_2、H_2S、H_2等气体物质。平衡烟气中单体硫含量随着CO和SO_2初始含量的升高以及H_2O初始含量的降低而升高。适当提高烟气温度对于减少单体硫的生成是有利的。在烟气中通入一定量的富氧空气可使单体硫的含量大幅下降,但通入过量的空气会降低烟气的温度,对单体硫的去除反而不利。

辉锑矿富氧熔池熔炼的工艺研究

采用富氧顶吹装置模拟辉锑矿挥发熔池熔炼的行为,考察了氧气系数、初始渣Fe/SiO_2、CaO含量对熔炼渣中锑含量的影响。在氧气系数为1.04、初始渣Fe/SiO_2=0.94、CaO 15%的最优条件下,熔炼后渣含锑为1.8%。采用SEM-EDS对渣中锑的物相及分布行为进行了表征,发现熔渣中锑以微小的金属粒子形式存在。通过加入一定量的锑锍作为捕集剂,并在高温下对锑渣进行贫化,使渣中的锑含量由沉降前的2.36%降低至0.86%。辉锑矿可以采用富氧挥发熔池熔炼—熔炼渣高温贫化工艺进行处理。

钼、钒跑单一及混合溶液中离子存在形态的拉曼光谱研究

利用拉曼光谱研究了钼、钒单一及混合溶液在pH=10．0-1．0时的离子分布行为．钼、钒离子在存在形式上存在着差异：当pH=9．0-7．5时钒主要以（VO3）n^n-形式存在，而钼主要为MoO4^2-．这一差异是目前现有的许多钼钒分离方法的基本原理．通过将混合溶液体系的拉曼光谱与单一体系进行对比，分析得出了混合体系中离子的存在形式．当pH低于6．5时，部分V-O—V基团中的V原子会被Mo原子取代，从而形成了钼钒杂多酸离子．当pH=6．0—2．0时，钒主要以十聚钒酸盐形式存在；当pH=2．0—1．0时，一混合溶液中的钼主要以具有七钼酸盐结构的杂多酸离子存在，而在相同pH的单一溶液中，钼的存在形式主要为Mo8O26^4-和Mo36O112^8-.

低品位氧化锌矿在MACA体系中的循环浸出

研究Me(Ⅱ)-NH4Cl-NH3-H2O(MACA)体系处理兰坪低品位氧化锌矿的浸出过程,提出用循环浸出方法富集浸出液中锌浓度的工艺技术方案。结果表明:循环浸出的优化条件为液固比4:1、常温、搅拌速度300 r/min、浸出时间3 h;通过循环次数分别为14、15及10的3个阶段的循环浸出试验,获得渣计锌浸出率≥69%、浸出液锌浓度≥33 g/L的较好结果。该工艺具有流程简短、能耗低、净化容易、环境友好等优点,对低品位高碱性脉石难选氧化锌矿的开发利用具有重要意义。

特性Na离子吸附剂的制备及其从钨酸铵溶液深度除钠（英文）

在Na2O-Al2O3-CaO-TiO2-P2O5体系中通过控制结晶合成了多孔吸附剂Na1.6Al0.6Ti1.4(PO4)3(NATP)。XRD分析表明,合成的玻璃体会弥散结晶为NATP和Ca9Al(PO4)7两相;通过酸浸可将Ca9Al(PO4)7相溶出,从而使主相NATP中留下大量孔道。实验研究了平衡时间、溶液pH和Na+浓度对吸附剂离子交换性能的影响。吸附动力学和平衡热力学研究表明,吸附过程可以很好地用准二级动力学方程和Langmuir等温方程进行描述。此外,在工业钨酸铵溶液中深度除钠的实验表明,除钠率高于97%,且循环实验表明该吸附剂具备良好的循环性能。

废加氢催化剂还原熔炼回收有价金属试验

以石化行业重油精炼加氢脱硫过程中产生的废加氢催化剂为原料,采用还原熔炼工艺回收其中的有价金属。结果表明,在SiO2添加量40%、B2O3添加量10%、CaO添加量29%、Na2CO3添加量80%、冰铜添加量100%、褐煤添加量5%、CaF2添加量5%、1450℃还原3h,渣计Mo、Co、Ni和V的回收率分别为98.54%、96.51%、99.47%和37.41%。

沉降电炉渣体系的熔化温度研究

本文采用Factsage软件的Phase Diagram模块对艾萨炼铜工艺电炉渣体系的初始熔化温度和完全熔化温度进行计算,同时分析了炉渣各组分对于熔化温度的影响规律。研究结果表明：电炉渣的完全熔化温度随着Al_2O_3、Fe_3O_4含量的升高迅速上升,CaO、SiO_2的含量对于熔化温度的影响不大;FeO含量的升高会使熔化温度大幅降低,通过采取一定的措施促进电炉渣中Fe_3O_4转变成FeO,可以显著降低熔化温度。实际生产中需要控制Al_2O_3的含量低于4.5%、Fe_3O_4的含量低于8%、MgO的含量低于4%,从而可确保电炉渣在操作温度下完全熔化。

废加氢催化剂中有价金属回收技术研究进展

随着石化行业对加氢催化剂的需求量逐年递增,每年报废的加氢催化剂量也与日俱增。废加氢催化剂中含大量有价金属,其循环利用对于环境保护和资源的高效利用意义重大。针对废加氢催化剂中有价金属的回收,国内外学者开展了大量的研究工作,开发的工艺主要分为湿法、火法和火法湿法联合工艺3大类。详细综述了近年来废加氢催化剂回收的研究进展,重点分析了不同技术的主要过程、原理及其优缺点。针对传统回收技术的不足,提出采用火法还原熔炼将废加氢催化剂中的有价金属富集,并采用湿法工艺处理多金属合金的技术流程。本文对废加氢催化剂回收的发展趋势及前景进行了展望。

热力学研究在锂离子电池回收中的应用

废旧锂离子电池的回收是近年来资源回收研究领域的热点,但相关回收体系的理论基础研究仍然较为薄弱。其中在热力学研究方面,研究者们大多仍以经典冶金物理化学理论为指导,并借助E-pH图、优势区域图等方法开展研究。本文对该领域已有的较为典型的热力学研究进行综述,详细阐述了热力学研究对废旧锂离子电池常规回收工艺的指导作用以及对三元正极废料选择性提锂、磷酸铁锂正极废料选择性提锂和失效电池材料再生修复等新技术开发的启发性作用。同时,基于对现有锂离子电池回收体系热力学研究的总结和评述,指出了未来锂离子电池回收体系热力学研究亟待解决的关键问题和发展方向。

磷酸铁锂正极废料选择性提锂制备电池级碳酸锂

废旧磷酸铁锂电池回收对减少环境污染与缓解锂资源压力有重要意义。传统废旧磷酸铁锂电池回收存在锂回收率低、废水处理成本高的问题。通过借鉴Li-Fe-P-H_(2)O系E-pH图及磷酸铁锂电池充放电脱嵌锂的过程,提出采用“过氧化氢+硫酸”体系选择性回收锂。经XRD、SEM检测,提锂后橄榄石型的FePO_(4)结构与原始LiFePO_(4)相结构保持一致,微观形貌的变化也很小。优化条件下,Li浸出率达98%以上,同时Fe、P的浸出率在0.1%以下。得到的锂浸出液经净化后成功制备出电池级的碳酸锂。

PbO-FeO-CaO-SiO_(2)-ZnO五元渣系的熔化温度和黏度研究

在铅的富氧熔池熔炼中,高铅渣适宜的熔化温度和黏度对熔炼过程的顺行与高产有着至关重要的作用。以PbO-FeO-CaO-SiO2-ZnO五元渣系为研究对象,采用灰熔点测定仪测定炉渣熔化温度,采用内圆柱体旋转式快速高温黏度仪测定炉渣黏度,分别探讨了Fe/SiO2(质量比)(0.9~1.3)、CaO/SiO2(质量比)(0.4~0.8)及ZnO含量(5%~11%)对炉渣熔化温度和黏度的影响规律。结果表明,随着Fe/SiO2增加,炉渣的熔化温度和黏度都呈降低趋势,适宜的Fe/SiO2值为1~1.1;炉渣的熔化温度随CaO的增加有所提高,而黏度随着CaO含量的增加而降低,适宜的CaO/SiO2值为0.6;炉渣的熔化温度和黏度都随ZnO的增加而升高,在富氧熔池熔炼的操作温度内应保持ZnO含量低于7%。

Mo(VI)-V(V)-H_2O系的热力学平衡与钼酸盐深度除钒工艺的理论分析

针对钼酸盐深度除钒,计算并绘制了Mo(VI)-V(V)-H_2O系中存在的各种单核离子、同多酸根离子、杂多酸根离子随pH以及浓度变化的热力学平衡图,并全面分析了其变化规律,随后利用热力学计算对现有的钼酸盐深度除钒工艺进行了理论分析。研究结果表明,在pH下降的过程中,VO_4^(3-)会率先转变为聚合的偏钒酸根离子,而钼则在相对较低的pH下才会形成聚合离子,并且聚合开始时p H还会随着钼浓度的下降而降低。当pH=2.0~5.5时体系中会形成大量的钼钒杂多酸根离子。低浓度钼钒混合溶液会在强酸性条件下形成MoO_2^(2+)和VO_2^+,但钒形成阳离子的能力要强于钼。目前钼酸盐深度除钒的工艺从原理上可归为两类,即利用钒在弱碱性范围内会优先生成聚合离子以及利用酸性条件下钒更易生成阳离子的性质。通过热力学平衡计算,可较为准确地对这些工艺在处理不同浓度料液时的最佳pH范围进行预测。