磨礦浮選資源化回收廢棄鋰離子電池電極材料
發(fā)布時間：2021-04-13 04:35
由于高能量密度,高電壓和沒有記憶效應(yīng)等優(yōu)秀的電化學(xué)特性,鋰離子電池已經(jīng)取代鎳氫電池和鎳鎘電池,成為便捷式移動電子設(shè)備的穩(wěn)定電源,并已成為電動汽車的動力來源。我國鋰離子電池年產(chǎn)量呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢,從2010年年產(chǎn)量的26.87億只,迅速增長到2016年的78.42億只。但鋰離子電池通常只能充放電1000次,循環(huán)壽命的限制導(dǎo)致每年產(chǎn)生大量的廢棄電池。廢棄鋰離子電池中存有大量重金屬物質(zhì)和有機(jī)電解液,這將威脅人類健康和自然生態(tài)。另一方面,廢棄鋰離子電池中金屬品位遠(yuǎn)高于自然金屬礦,甚至是分選后的精礦產(chǎn)品。因此,無論是基于資源回收還是環(huán)境保護(hù)的角度,負(fù)責(zé)任地回收廢棄鋰離子電池中的有價組分勢在必行。本文以廢棄鋰離子電池電極材料鈷酸鋰和石墨為對象,通過實(shí)驗(yàn)室磨礦浮選試驗(yàn)和現(xiàn)代分析技術(shù)表征的相互印證,系統(tǒng)地研究了磨礦過程中鈷酸鋰與石墨的磨礦特性和干法表面改性機(jī)理。首先借助物相組成和元素定量的現(xiàn)代分析儀器,確定了富鈷破碎產(chǎn)物中鈷酸鋰與石墨的質(zhì)量百分比分別為66.75%和33.25%。同時,表層元素及官能團(tuán)分析設(shè)備分析PVDF粘結(jié)劑特征元素進(jìn)行化學(xué)鍵組成,確定氟元素在顆粒表面的賦存官能團(tuán)結(jié)構(gòu)。結(jié)合氟元素...
【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：87 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
中國歷年鋰離子電池產(chǎn)量Figure1-1Theanaualproductionoflithium-ionbatteriesinChina
碩士學(xué)位論文鈷酸鋰和石墨的磨剝特性和相互作用影響;表面元素分布及化合態(tài)：主要包括表面元素組成及化合態(tài)的遷移規(guī)律和元素分布狀態(tài)，重點(diǎn)研究顆粒表面羥基，羧基等含氧親水性官能團(tuán)含量的變化規(guī)律(4) 浮選行為驗(yàn)證及優(yōu)化浮選作為分離回收鈷酸鋰和石墨的最終方法，用于檢驗(yàn)干法表面改性的實(shí)際效果。對不同條件下的磨礦產(chǎn)品，進(jìn)行相同操作制度的浮選實(shí)驗(yàn)，對比鈷酸鋰和石墨浮選精礦品位及回收率的變化，驗(yàn)證干法改性效果。對于最佳干法改性產(chǎn)物，通過調(diào)節(jié)充氣量，藥劑量和攪拌速度等，探索最佳浮選操作參數(shù)，得到最佳浮選效果，為工業(yè)化應(yīng)用提供基礎(chǔ)性研究。1.3.2 技術(shù)路線本研究的技術(shù)路線如圖 1-2 所示。
冶金技術(shù)鋰離子電池回收領(lǐng)域中，濕法冶金技術(shù)是指通過酸，堿或金屬元素以離子形式進(jìn)入溶液，然后通過萃取[37-38]，沉淀]或離子交換[43-44]等方式提取金屬單質(zhì)或以其他化合物的等通過聯(lián)用酸浸和化學(xué)沉淀的方法從廢棄鋰離子電池中首先將正極材料溶解于 H2SO4和 H2O2溶液中，通過添加 CoC2O4·2H2O 的形式回收，通過添加 Na2CO3將鋰元素其中鈷和鋰元素的回收率分別達(dá)到 94.7%和 71.0%。常偉[4/L 檸檬酸在溶液中，如圖 2-1 所示，電流密度為 15.6mA鋰，優(yōu)化后金屬鈷的回收率為 90.8%。K. Tanong[47]等有液萃取和沉淀方法，從未分類的廢棄鋰離子電池中 Zn (IIi (II) 等金屬元素，最終從混合的電極材料粉末中回收3% Mn 和 41%Ni。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]廢棄鋰離子電池富鈷破碎產(chǎn)物的可浮性[J]. 李紅,何亞群,張濤,黃亞軍,朱向楠. 中國有色金屬學(xué)報. 2014(10)
[2]磨礦對氧化煤浮選效果的影響[J]. 夏文成,楊建國,朱賓,王羽玲. 煤炭學(xué)報. 2012(12)
[3]電化學(xué)還原技術(shù)從廢舊鋰離子電池中浸出LiCoO2[J]. 常偉,滿瑞林,尹曉瑩,張建. 中國有色金屬學(xué)報. 2014(03)
[4]氧化亞鐵硫桿菌浸出廢舊鋰離子電池中鈷酸鋰的電化學(xué)行為[J]. 鄧孝榮,曾桂生,羅勝聯(lián),羅旭彪,鄒建平. 中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(07)
[5]生物浸出廢舊鋰離子電池中鈷的菌種選育技術(shù)[J]. 曾桂生,鄒建平,彭強(qiáng),杜劍. 南昌航空大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2009(04)
[6]用浮選法從廢鋰離子電池中回收鋰鈷氧化物[J]. 金泳勛,松田光明,董曉輝,雨田. 國外金屬礦選礦. 2003(07)
碩士論文
[1]廢舊鋰離子電池中有價金屬離子的生物淋濾及其機(jī)理研究[D]. 辛亞云.北京理工大學(xué) 2016
[2]采用焙燒—浮選法從廢舊鋰電池中回收鈷酸鋰研究[D]. 劉杰.華東交通大學(xué) 2013
本文編號：3134627
【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：87 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
中國歷年鋰離子電池產(chǎn)量Figure1-1Theanaualproductionoflithium-ionbatteriesinChina
碩士學(xué)位論文鈷酸鋰和石墨的磨剝特性和相互作用影響;表面元素分布及化合態(tài)：主要包括表面元素組成及化合態(tài)的遷移規(guī)律和元素分布狀態(tài)，重點(diǎn)研究顆粒表面羥基，羧基等含氧親水性官能團(tuán)含量的變化規(guī)律(4) 浮選行為驗(yàn)證及優(yōu)化浮選作為分離回收鈷酸鋰和石墨的最終方法，用于檢驗(yàn)干法表面改性的實(shí)際效果。對不同條件下的磨礦產(chǎn)品，進(jìn)行相同操作制度的浮選實(shí)驗(yàn)，對比鈷酸鋰和石墨浮選精礦品位及回收率的變化，驗(yàn)證干法改性效果。對于最佳干法改性產(chǎn)物，通過調(diào)節(jié)充氣量，藥劑量和攪拌速度等，探索最佳浮選操作參數(shù)，得到最佳浮選效果，為工業(yè)化應(yīng)用提供基礎(chǔ)性研究。1.3.2 技術(shù)路線本研究的技術(shù)路線如圖 1-2 所示。
冶金技術(shù)鋰離子電池回收領(lǐng)域中，濕法冶金技術(shù)是指通過酸，堿或金屬元素以離子形式進(jìn)入溶液，然后通過萃取[37-38]，沉淀]或離子交換[43-44]等方式提取金屬單質(zhì)或以其他化合物的等通過聯(lián)用酸浸和化學(xué)沉淀的方法從廢棄鋰離子電池中首先將正極材料溶解于 H2SO4和 H2O2溶液中，通過添加 CoC2O4·2H2O 的形式回收，通過添加 Na2CO3將鋰元素其中鈷和鋰元素的回收率分別達(dá)到 94.7%和 71.0%。常偉[4/L 檸檬酸在溶液中，如圖 2-1 所示，電流密度為 15.6mA鋰，優(yōu)化后金屬鈷的回收率為 90.8%。K. Tanong[47]等有液萃取和沉淀方法，從未分類的廢棄鋰離子電池中 Zn (IIi (II) 等金屬元素，最終從混合的電極材料粉末中回收3% Mn 和 41%Ni。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]廢棄鋰離子電池富鈷破碎產(chǎn)物的可浮性[J]. 李紅,何亞群,張濤,黃亞軍,朱向楠. 中國有色金屬學(xué)報. 2014(10)
[2]磨礦對氧化煤浮選效果的影響[J]. 夏文成,楊建國,朱賓,王羽玲. 煤炭學(xué)報. 2012(12)
[3]電化學(xué)還原技術(shù)從廢舊鋰離子電池中浸出LiCoO2[J]. 常偉,滿瑞林,尹曉瑩,張建. 中國有色金屬學(xué)報. 2014(03)
[4]氧化亞鐵硫桿菌浸出廢舊鋰離子電池中鈷酸鋰的電化學(xué)行為[J]. 鄧孝榮,曾桂生,羅勝聯(lián),羅旭彪,鄒建平. 中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(07)
[5]生物浸出廢舊鋰離子電池中鈷的菌種選育技術(shù)[J]. 曾桂生,鄒建平,彭強(qiáng),杜劍. 南昌航空大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2009(04)
[6]用浮選法從廢鋰離子電池中回收鋰鈷氧化物[J]. 金泳勛,松田光明,董曉輝,雨田. 國外金屬礦選礦. 2003(07)
碩士論文
[1]廢舊鋰離子電池中有價金屬離子的生物淋濾及其機(jī)理研究[D]. 辛亞云.北京理工大學(xué) 2016
[2]采用焙燒—浮選法從廢舊鋰電池中回收鈷酸鋰研究[D]. 劉杰.華東交通大學(xué) 2013
本文編號：3134627
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