用亚硫酸钠还原—碳酸钠沉淀法在废电池定向循环中去除铜铝

研究了用亚硫酸钠还原—碳酸钠沉淀法从废电池浸出液去除铜、铝,考察了亚硫酸钠用量、浸出液pH、反应温度、反应时间、搅拌速度对Cu 2+去除率的影响。结果表明:对于500 mL废电池浸出液,在pH=2.0、初始铜质量浓度4.8 g/L、反应温度85℃、搅拌速度400 r/min、亚硫酸钠用量为反应所需理论量1.2倍条件下反应60 min,Cu 2+去除率达98.2%;浸出液过滤后,向滤液中加入碳酸钠调节pH至4.5,在反应温度65℃、搅拌速度450 r/min条件下反应40 min,Al 3+去除率达97.6%。该工艺除铜、铝效果较好。

红土镍矿高压酸浸技术优化研究

近年来,印度尼西亚掀起高压酸浸项目投资热潮,多个项目已投产或处于规划中。项目一般由中方背景主导,技术成熟,装备可靠,单位投资较低,建设速度较快,运营经验丰富,爬坡期较短,单线产能大,装备国产化趋势明显。高压酸浸(High Pressure Acid Leach,HPAL)技术优化涉及4个重点,一是提高原矿浆浓密底流浓度,二是预热方式优化,三是一段沉镍钴流程优化,四是沉镍钴沉淀剂优化。高压酸浸技术主要有5个发展方向,即尾渣综合利用、关键设备国产化替代、增加高压釜长度、配矿和锰综合回收利用。本文结合近年来红土镍矿高压酸浸技术的发展特点,分析高压酸浸技术优化重点,指出高压酸浸技术发展方向,为新建项目的规划和运营提供有效指导。

电池循环利用企业生产成本控制研究

电池报废量的不断增加,使电池循环利用企业作为细分领域在近几年日益被关注,以废旧电池为原料提取镍、钴、锰、锂等丰富资源,同时生产电池材料产品再循环到电池制造环节,可以打造全产业环保生态链。电池循环利用作为新兴制造行业,循环利用过程中存在环保化、减量化、高值化、生产成本控制等诸多要探讨问题,尤其如何使废电池循环利用的产品在性价比上具有竞争优势,是电池循环利用企业必须思考的问题,通过生产成本控制达到成本领先优势,才能提高电池循环利用产品市场占有率。文章结合电池循环利用企业生产成本管理存在的问题,提出生产成本控制措施,希望为企业生产成本控制管理提供参考。

用硫酸铝去除高氟硫酸盐溶液中的氟

以硫酸铝为除氟剂,研究了采用化学沉淀法从废锂离子电池回收过程中产生的高氟硫酸盐溶液中除氟。考察了除氟剂添加量、反应温度、反应时间、溶液初始pH和静置时间对氟去除率的影响,并借助XRD、SEM表征了除氟产物形貌。结果表明:在除氟剂添加量10 g/L,反应温度25℃,溶液初始pH=4.5,反应时间30 min,静置3 h条件下,氟去除率达98.79%,除氟后溶液中氟离子浓度约48.69 mg/L;除氟产物为纯度较高的空心八面体冰晶石,所得冰晶石分子比为3,属于高分子冰晶石。

高钙氯化锂溶液的净化除杂研究

使用氢氧化钙、硫酸钠、碳酸钠对高钙氯化锂溶液进行除杂。分别研究了pH值对镁去除率的影响、硫酸钠和碳酸钠用量对钙去除率的影响。实验结果显示,在温度为常温的情况下、使用氢氧化钙调节溶液pH值10.0以上,先后用理论量1.2倍的硫酸钠以及理论量2.0倍的碳酸钠进行除钙镁,可以除去高钙氯化锂溶液中99.47%的镁以及99.88%的钙。净化后的锂溶液直接加30%浓度的纯碱沉锂,得到的碳酸锂各指标满足卤水碳酸锂优等品的标准。除杂过程中产出的硫酸钙渣作为固体废弃物堆存填埋处理,碳酸钙渣使用盐酸溶解后返用至硫酸钠除钙工序以减少废渣产出量以及提高锂的回收率,整个除杂过程中锂的回收率达到96.76%以上。

废旧锂电池全链条一体化回收产业中铜铝料的酸浸新工艺研究

研究了采用高铜浸出剂酸浸废旧锂离子电池中的铜铝料,探讨了氢离子和铜离子共存体系的竞争反应机制,考察了氢离子浓度对反应析氢、产热和酸浸效率的影响。结果表明:竞争反应机制可使高浓度氢离子更高效浸出铜铝料,进而提升酸浸效率;高铜浸出剂中氢离子浓度升至0.7 mol/L时,酸洗渣中镍钴锰锂有价金属总残留率为1.7%,酸浸过程中氢气浓度可保持在4.5 mmol/L以内,反应温和、安全性高;酸浸反应后,高铜浸出剂中铜离子质量浓度从15.54 g/L降至36 mg/L,铜离子去除率为99.7%,浸出段除铜成本可降低55元/m^(3),在实际生产中具有一定经济效益。

磷酸铁锂正极粉选择性提锂

废旧磷酸铁锂电池中,Li具有非常高的经济回收价值。采用无机盐Fe_(2)(SO_(4))_(3)浸出体系、Fe_(2)(SO_(4))_(3)-H 2O 2协同浸出体系从废旧磷酸铁锂极片粉中选择性回收锂,考察了浸出剂种类、反应时间、温度、液固比、浸出剂添加量及氧化剂种类等对选择性浸出Li的影响。结果表明:硫酸铁浸出体系液固比5 mL g,添加1.5倍原料的硫酸铁,在20℃下浸出反应20 min,Li浸出率为91.19%,P浸出率仅为0.02%;硫酸铁-过氧化氢协同浸出体系液固比5 mL g,反应温度20℃,Fe_(2)(SO_(4))_(3)添加量为原料的0.6倍,反应20 min后,加过氧化氢调pH至4.1~4.6,Li浸出率可达99.09%,P浸出率为0,Li的选择性浸出效果极好。Fe_(2)(SO_(4))_(3)-H 2O 2协同浸出体系节约Fe_(2)(SO_(4))_(3)用量60%,浸出剂易循环再生利用,所得磷铁渣较纯,Fe P摩尔比为0.976,可用于制备新的LFP正极材料。

磁选管磁性吸附—ICP-OES法测定电池粉中的单质钴

研究了用磁选管磁性吸附—ICP-OES法测定电池粉中的单质钴含量,考察了称样量、磁场强度、冲洗水流速、冲洗次数对测定单质钴的影响。结果表明:该法具有良好的准确度和精密度,回收率在98.10%~100.20%之间,相对标准偏差(RSD)小于0.80%,与传统改的磁棒人工磁选法相比误差更小,可用于电池粉中单质钴的实际生产检测。

电感耦合等离子体质谱法测定硫酸镍中痕量铊

为了进一步提升新能源工业生产领域中痕量铊元素的分析准确性,使用iCAPRQ型电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)建立了一种测试硫酸镍中铊含量的方法。对该方法引入的质谱仪干扰进行了分析,提出了采用“干扰离子动能歧视消除模式(KED)”分析模式、控制可溶解固体总量(TDS)和引入铑、铼内标等降低干扰的方法。确定了前处理条件中可溶解固体总量和溶解温度分别为0.2%与210℃。方法验证结果表明:该方法的检出限为0.0036 ng/mL,精密度测试中相对标准偏差(RSD)为1.3%-2.5%,加标回收率为98.4%-100.8%。在实验室间比对中,RSD为0-5.7%,再现性良好。该测试方法简单、快速、准确度高,可广泛适用于硫酸镍产业链的铊含量监控。

Ti/Ru-Ir电极电催化氧化法降解MVR浓缩母液的研究

以钛基钌铱涂层电极板为阳极、纯钛电极板为阴极,对以废旧三元电池为原料进行湿法冶金回收锂过程产生的MVR浓缩母液开展电催化氧化降解有机物实验。以COD的去除率为指标评价有机物的降解率,探究了电极间距、电流密度和pH等因素对电催化结果的影响。确定适宜的条件为:电流密度50 mA/cm^(2),极板间距38 mm,p H为9。在此条件下,对300 mL初始COD为7073 mg/L的母液降解效果较好,电催化氧化2小时后的COD去除率可达35%左右。

树脂吸附法从硫酸镁废水中回收镍钴

使用离子交换树脂从湿法冶金硫酸镁废水中回收镍钴,达到镍钴与镁分离效果的同时,使回收的有价贵金属镍钴能生产成镍钴产品。本文选择使用商业化树脂LSC-930、LSC-100、LX-91、LX-92、CH-90Na、D463在镁离子浓度为0.1 g/L,镍钴离子含量在300 mg/L以内的溶液中,采用φ20 mm的层析柱填充高度为80 cm的树脂后,在流速为3~5 BV/h的条件下开展动态吸附试验,实验结果表明LSC-930和D463树脂在p H为4~6的条件下对镍钴离子表现出较高的吸附容量。经过两轮吸附再生,LSC-930和D463在第一轮吸附中饱和吸附容量分别为42.96 g/L和43.03 g/L,在第二轮吸附中饱和吸附容量分别为42.95 g/L和42.94 g/L,并且在满足后液出水镍、钴<1 mg/L的情况下,动态吸附设备均可连续运行34 h。

磷酸铁锂废料中磷、铁、锂的综合回收

采用氢氧化钠溶液除去经前处理后的废旧磷酸铁锂电池、极片或边角料粉料中的铝,采用盐酸浸出-双氧水氧化-纯碱调p H值工艺,得到二水磷酸铁和氯化锂溶液。二水磷酸铁经洗涤后与氢氧化钠反应得到氢氧化铁产品和磷酸三钠水溶液,磷酸三钠水溶液蒸发结晶得到十二水磷酸三钠产品。氯化锂溶液经进一步除杂和蒸发后与碳酸钠反应得到碳酸锂产品。重点研究了磷酸铁的沉淀以及由磷酸铁制备磷酸三钠的工艺。制得的产品十二水磷酸三钠达到了工业级要求,主含量高达99.03%。实现了磷、铁、锂的全部综合回收。

淬火法分离正极粉末和铝集流体的研究

针对目前废旧锂电池正极片分选正极粉末和铝集流体工艺过程中存在的分离不彻底、分选时间长等问题,采用了淬火法进行分选,考察了焙烧温度、焙烧时间、硫酸浓度、液固体积质量比、搅拌速率对分离效果的影响。结果表明:在焙烧温度500℃、焙烧时间2 h、硫酸浓度0.2 mol/L、液固体积质量比10∶1、搅拌(200 r/min)30 min条件下,铝集流体中镍、钴质量分数分别达0.91%和0.43%,铝直收率98.23%。

LiCo_xNi_yMn_(1-x-y)O_2中镍、钴、锰的快速测定

研究了丁二酮肟沉淀分离-乙二胺四乙酸二钠滴定法测定LiCoxNiyMn1-x-yO2(0<x,0<y,x+y<1)中镍含量,得到准确快速测定镍含量的最佳操作条件为:加入30 ml 15%酒石酸溶液、20 ml 50%乙酸铵溶液,沉淀时的pH=6.5、陈化时间为0 min;采用电位滴定法准确快速测定锰;提出以二甲酚橙为指示剂,在pH值为6.0～6.2的六次甲基四胺缓冲介质中、100℃下,以EDTA滴定法测定镍、锰和钴的总量,利用差减法推算出钴含量。本方法的相对标准偏差小于0.71%,回收率为97.40%～101.60%,耗时不到60 min,实现了LiCoxNiyMn1-x-yO2中镍、钴、锰的准确快速测定。

二级逆流浸出废旧锂离子电池正极片中的铝

利用二级逆流的方法浸出废旧锂离子电池正极片中的铝。考察了加料方式、碱浓度、碱分配比、温度对铝浸出率的影响。结果表明,在一级采用先加碱后缓慢加原料的方式,第二级碱浓度为15%,一、二级碱分配量分别占总碱量的40%和60%,一、二级反应时间分别为2 h,外界提供温度为95℃条件下,铝浸出率达98.0%。

从废旧锂电池处理废渣中硫酸浸出锂的动力学研究

采用硫酸浸出含锂废渣中的锂,考察了温度、液固比、硫酸浓度和搅拌速率对浸出过程的影响。结果表明,在液固比5∶1、硫酸浓度10%、搅拌速率400 r/min、反应温度70℃、反应120 min时,锂浸出率达到94.63%。通过正交实验和动力学推导,确认含锂废渣中硫酸浸出锂的动力学模型为收缩核模型,浸出表观活化能为10.39 k J/mol,浸出过程中速度控制步骤是固膜扩散。

磷酸盐沉淀法从低浓度含锂溶液中回收锂的研究

采用磷酸盐沉淀法从低锂高盐溶液中沉淀锂,研究了pH值、温度、磷酸三钠用量以及盐效应对锂沉淀率的影响。结果表明:对于低锂高钠溶液,在反应温度90℃、磷酸三钠加入量为1.2倍理论用量、反应前液pH值为8时,锂沉淀率达95.15%;而对于低锂高铵溶液,在反应温度90℃、磷酸三钠加入量为1.2倍理论用量、反应前液pH值为11时,锂沉淀率达96.42%。试验还发现:在30℃下,盐效应对锂沉淀率影响较大,锂离子沉淀率随硫酸钠浓度升高而降低。该研究可为回收低浓度含锂溶液中锂提供理论指导。

蒸发-冷凝法回收锂离子电池电解液

针对电解液中有机碳酸酯类沸点、闪点均较低的物理特性,采用低温真空蒸发烘干-冷凝法分离回收动力电池中的电解液。1 kg动力电池在140℃真空烘干4 h后,可完全被烘干,但电池外壳上还残留少量黄色液体。蒸气依次在0℃、-20℃、-50℃和-75℃冷凝后得到回收,尾气中无挥发性有机物(VOCs)。采用气相色谱(GC)-质谱(MS)和液相色谱(LC)-MS分别对冷凝液和残留液成分进行分析,发现冷凝液成分含有碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯和碳酸乙烯酯,其他杂质较少;残留液成分可能为碳酸酯和磷酸酯衍生的短链聚合物。

从废旧电池正极材料低酸浸出渣中高压酸浸钴镍锰锂试验研究

针对废旧电池正极材料低酸浸出渣常压酸浸钴、镍、锰生产效率低、回收率不高等问题,研究了采用高压酸浸工艺浸出有价金属,考察了硫酸浓度、液固体积质量比、温度、反应时间、还原剂种类及加入量对钴、镍、锰、锂浸出率的影响。结果表明:在硫酸浓度4.0mol/L、液固体积质量比8.0mL/g、温度140℃、反应时间120min、还原剂五水硫代硫酸钠用量0.5g/8g渣条件下,钴、镍、锰、锂浸出率均在99%以上,钴、镍金属损失率不到0.2%,且浸出渣可循环利用,具有较好的工业应用价值。

氟离子选择电极法测定废旧锂电池回收浸出液中氟含量

采用氟离子选择电极-标准曲线法测定废旧锂电池回收浸出液中氟含量,研究了总离子强度缓冲溶液(TISAB)加入量、测量温度、溶液稀释倍数、溶液pH值等对测定值的影响。结果表明:当标准曲线建立温度和测定温度保持一致,溶液pH值为5.5~6.0,样品稀释500~2 000倍,加入体积分数为20%的总离子强度缓冲液(TISAB)时,相对标准偏差(RSD)小于3%,加标回收率为97.33%~101.50%,测定结果较为准确可靠,该方法可应用于废旧电池浸出液中氟化物的分析检测。