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钴酸锂与钴白合金废料协同浸出试验研究
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作者 李鹏 杨启军 +1 位作者 饶富 郑晓洪 《中国有色冶金》 CAS 北大核心 2024年第5期87-94,共8页
废锂离子电池不仅富含锂、钴、镍等重要金属资源,还含有重金属、有机污染物等,现有文献的协同浸出方案通常会引入磷、稀土等杂质元素,使金属分离过程更加复杂。本研究以具有氧化性的钴酸锂废料和还原性的钴白合金废料为研究对象,开展了... 废锂离子电池不仅富含锂、钴、镍等重要金属资源,还含有重金属、有机污染物等,现有文献的协同浸出方案通常会引入磷、稀土等杂质元素,使金属分离过程更加复杂。本研究以具有氧化性的钴酸锂废料和还原性的钴白合金废料为研究对象,开展了钴酸锂废料-钴白合金协同浸出的试验研究,考察了钴白合金和钴酸锂废料质量比、硫酸浓度、浸出温度、浸出时间等因素对协同浸出的影响,探讨浸出过程机理。结果表明,在质量比0.25、硫酸浓度1 mol/L、浸出温度60℃、浸出时间1 h、固液比50 g/L、搅拌速率375 r/min条件下,Li、Co、Cu和Fe浸出效率分别可达99.83%、97.51%、95.36%和75.6%;协同浸出过程钴白合金溶解产生的Fe2+起还原作用,促进LiCoO_(2)的溶解,同时产生的Fe3+可以形成FeOOH沉淀。该方法在实现协同浸出的同时,还减少了化学试剂的引入,为废锂离子电池和钴白合金的清洁高效利用提供了理论和技术支持。 展开更多
关键词 钴酸锂废料 钴白合金废料 协同浸出 清洁利用 Fe2+还原 FeOOH沉淀
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硫化镍矿中镍提取技术研究进展 被引量：14
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作者 饶富 马恩 +4 位作者 郑晓洪 张西华 吕伟光 姚沛帆 孙峙 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期495-507,共13页
作为一种战略金属,镍广泛应用于不锈钢、特殊金属合金、二次电池等领域。近年来,随着新能源汽车产业的快速发展以及动力电池正极材料“无钴高镍”发展趋势,对镍的需求量持续攀升。然而,我国镍资源的对外依存度高达86%,供需矛盾日益突出... 作为一种战略金属,镍广泛应用于不锈钢、特殊金属合金、二次电池等领域。近年来,随着新能源汽车产业的快速发展以及动力电池正极材料“无钴高镍”发展趋势,对镍的需求量持续攀升。然而,我国镍资源的对外依存度高达86%,供需矛盾日益突出。针对镍冶炼主要原料的硫化镍矿开采、富集较为困难,传统冶炼方法存在回收率低、环境风险高等瓶颈问题,本研究在分析硫化镍矿矿物学特性的基础上,系统综述了硫化镍矿中镍提取技术的研究进展及存在的问题,综合考虑镍的回收率、物质和能量消耗、环境影响等因素,提出了强化硫化镍矿中镍提取技术研发的建议,同时对硫化镍矿中镍提取技术发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 硫化镍矿 矿物学 镍 提取 湿法冶金
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MOCVD生产废料中镓、铟提取工艺及其动力学研究 被引量：2
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作者 饶富 郑晓洪 +4 位作者 张西华 陶天一 曹宏斌 吕伟光 孙峙 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期689-698,共10页
近年来,LED以其节能及环境友好等特性被广泛运用于各类照明领域。作为LED产品关键部件,采用金属有机气相沉积(MOCVD)生产外延片过程产生大量的生产废料。随着LED行业的快速发展,绿色、清洁回收MOCVD生产废料备受关注。本研究以硫酸为浸... 近年来,LED以其节能及环境友好等特性被广泛运用于各类照明领域。作为LED产品关键部件,采用金属有机气相沉积(MOCVD)生产外延片过程产生大量的生产废料。随着LED行业的快速发展,绿色、清洁回收MOCVD生产废料备受关注。本研究以硫酸为浸出剂,重点研究了MOCVD生产废料中Ga和In元素的浸出行为和浸出动力学。通过对浸出试剂种类、H_(2)SO_(4)浓度、固液比、浸出温度和浸出时间等参数的过程优化,在H_(2)SO_(4)浓度3 mol/L、固液比50 g/L、温度80℃、反应2 h的最佳工艺条件下,Ga和In的浸出率仅为67.50%和91.46%。动力学研究表明,在293.15~333.15 K温度范围内,Ga和In的浸出动力学符合收缩核模型,浸出过程受表面化学反应和外扩散混合控制。同时,XRD和SEM-EDS结果也印证了符合收缩核模型。在293.15~333.15 K 温度范围内,Ga 和 In 的浸出活化能分别为 25.7 和 21.7 kJ/mol。基于对 Ga 和 In 浸出行为的动力学分析,提出并验证了 MOCVD 生产废料强化焙烧-浸出工艺的可行性。研究结果表明,强化焙烧-酸浸工艺可以使 Ga 和 In 的浸出率分别由67.50% 和 91.46% 提升至 88.27% 和 98.32%,并得到了氧化镓副产品。本研究结果有望为 MOCVD 生产废料的工业化资源循环提供基础数据支撑和新路径选择。 展开更多
关键词 MOCVD 浸出 镓 铟 动力学
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退役锂离子电池碳/硫协同选择性提锂技术 被引量：6
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作者 徐平 张西华 +5 位作者 马恩 饶富 刘春伟 姚沛帆 孙峙 王景伟 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1073-1081,共9页
针对当前退役锂离子电池有价金属提取工艺选择性差、环境风险突出的瓶颈问题,提出了碳/硫协同选择性提锂的新思路.首先在系统考察(NH_(4))_(2)SO_(4)、NH_(4)HSO_(4)、NaHSO_(4)和H_(2)SO_(4)分别作为焙烧剂对退役锂离子电池LiNi_(1/3)C... 针对当前退役锂离子电池有价金属提取工艺选择性差、环境风险突出的瓶颈问题,提出了碳/硫协同选择性提锂的新思路.首先在系统考察(NH_(4))_(2)SO_(4)、NH_(4)HSO_(4)、NaHSO_(4)和H_(2)SO_(4)分别作为焙烧剂对退役锂离子电池LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)正极粉末中锂的浸出选择性、环境友好性和经济性影响的基础上,确定H_(2)SO_(4)为最佳焙烧剂.基于此,研究了石墨添加量对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)中锂的浸出选择性的影响,揭示了C/S协同强化锂的浸出选择性的转化路径及其机制.结果表明,在LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)与H_(2)SO_(4)物质的量比为2∶1、石墨添加量为20%(w)、焙烧温度为600℃、焙烧时间为120 min的最优条件下,LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)中锂的浸出率高达93%,回收的Li_(2)CO_(3)纯度高于电池级Li_(2)CO_(3)纯度要求;Ni、Co和Mn均进入渣相,经分离纯化后可作为合成正极材料的前驱物,分离得到的石墨可回用于硫化焙烧过程的添加剂.通过对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)混合粉末(含20 wt.%石墨)硫化焙烧热行为及其产物X射线衍射(XRD)表征表明,石墨的添加降低了硫化焙烧的反应温度,通过C/S协同作用强化了LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)中锂的选择性浸出,且不产生SO_(x)等有毒有害气体.本工作结合硫化焙烧和碳热还原优势,为退役锂离子电池正负极材料的同步循环利用开辟了新思路,实现了LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)中锂的高效选择性清洁提取和废石墨负极的循环利用. 展开更多
关键词 退役锂离子电池 硫化焙烧 废石墨 选择性提取 锂
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