提釩廢渣的浸出分離及制備鋰離子電池電極材料的研究
發(fā)布時間：2021-07-21 11:29
在環(huán)境污染和資源短缺問題日益嚴峻的當下,廢舊物的資源化利用成為了當今世界研究的焦點。特別是在鋼鐵工業(yè)快速發(fā)展的過程中,一方面消耗了大量的資源和能源,另一方面又產生了大量的固體廢棄物,對生態(tài)環(huán)境造成了破壞。在本文中,綜合考慮了材料、能源與環(huán)保等領域,提出了一種綜合利用提釩廢渣來制備鋰離子電池電極材料LiFePO4和Li4Ti5O12的新方法。采用鹽酸在常壓下對提釩廢渣進行選擇性浸出,通過化學分析的方法對各浸出元素進行滴定檢測。設計進行了正交試驗,然后在此基礎上又做了單因素變量實驗,研究了鹽酸濃度、酸渣固液比、浸出時間和浸出溫度這四個因素在不同水平下各元素的浸出率,并且確定了最佳浸出工藝：鹽酸濃度30wt%,酸渣比2.75：1,浸出溫度100℃,浸出時間3h。在該條件下Fe的浸出率為95.69%,Mg、Mn、 Ca和A1的浸出率也比較高,都達到了將近90%,Ti的浸出率為7.42%,Si幾乎不被浸出。采用H3P04選擇性沉淀浸出液制備前驅體,通過化學分析測定合成前驅體中鐵和磷的比例。所設計實驗組合成最優(yōu)前驅體的鐵磷比為0.996,最接近理論值。XRD圖譜表明合成的前驅體FePO4中含有少量...
【文章來源】：東北大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：76 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
名提釩廢渣漫
第4章浸出渣定向制備Ti02及Li4Ti50i2圖4.7是過氧鐵化合物及在80(rc下煨燒4h后所得產物的SEM圖。從圖中可以看出，過氧鐵化合物的結構較為致密，其形貌大多呈球形，粒徑大小不一，表明Ti在配位絡合縮聚的過程當中發(fā)生了團聚。另外，過氧鈦化合物經過煅燒之后所得產物的顆粒較為粗大。因此，如何有效的細化產物粒徑以及防止顆粒團聚就是后續(xù)工作研宄的重點。_畫… 丨 EMT" fSCCkV 7,1 ！000 K X Sigr-atA?-IrttoBS 丨 EHr?-15.CaSfV WC-122 nun Msg* teOOStX SgwlA*^S￡?圖4.7 (a)過氧汰化合物及(b)在80(rC煅燒后產物的SEM圖譜Fig. 4.7 SEM images of (a) peroxy titanium compoundsand (b) the products after calcined at 800。C4.3.3.2 Li4Ti50i2形貌及物相分析圖4.8是分別在75(rC、80(rC和85(rC下鍛燒14h后制備的Li4Ti50i2及在煅燒前的SEM圖。圖(a)是在750°C下制備的LiaTisOn，從中可以看出在750°(：下煅燒所制備的Li4Ti50i2粒度較細，約0.2?0.5|_im，除此之外有部分顆粒發(fā)生了團聚現(xiàn)象。圖(b)是在80(rC下煅燒制備的Li4Ti50】2，與750°C相比
4.3.3.2 Li4Ti50i2形貌及物相分析圖4.8是分別在75(rC、80(rC和85(rC下鍛燒14h后制備的Li4Ti50i2及在煅燒前的SEM圖。圖(a)是在750°C下制備的LiaTisOn，從中可以看出在750°(：下煅燒所制備的Li4Ti50i2粒度較細，約0.2?0.5|_im，除此之外有部分顆粒發(fā)生了團聚現(xiàn)象。圖(b)是在80(rC下煅燒制備的Li4Ti50】2，與750°C相比，在800°C下所得到的Li4Ti50i2顆粒分布比較均句，粒徑大約在0.5|im左右，形態(tài)狀貌良好。圖(c)是在85(rC下煅燒制備的Li4Ti50i2
【參考文獻】：
期刊論文
[1]石煤灰渣酸浸提釩后殘渣作水泥混合材試驗研究[J]. 施正倫,周宛諭,方夢祥,裘國華,余德麒,駱仲泱. 環(huán)境科學學報. 2011(02)
[2]磷酸鐵鋰鋰離子蓄電池的發(fā)展和應用[J]. 李小芳. 汽車與配件. 2010(02)
[3]石煤提釩浸出渣制取建筑用磚的研究[J]. 時亮,魏昶,樊剛,李旻廷,麥毅,劉毅. 礦產綜合利用. 2009(06)
[4]鈦白廢酸浸出鋼渣提釩試驗研究[J]. 付自碧,彭毅,張林,張濤. 鈦工業(yè)進展. 2009(05)
[5]釩產品生產廢渣的綜合利用[J]. 郝建璋,劉安強. 中國資源綜合利用. 2009(10)
[6]從廢棄釩渣中提取五氧化二釩[J]. 錢強. 濕法冶金. 2008(02)
[7]Mn摻雜LiFePO4的結構及電化學性能研究[J]. 阮艷莉,唐致遠,郭紅專. 功能材料. 2008(05)
[8]釩的聚陰離子型鋰離子電池材料研究進展[J]. 楊改,應皆榮,高劍,姜長印,萬春榮. 稀有金屬材料與工程. 2008(05)
[9]LiFePO4的前驅體制備與性能[J]. 王志興,伍凌,李新海,胡啟陽,郭華軍,彭文杰,張云河. 功能材料. 2008(04)
[10]Vanadium recovery from clay vanadium mineral using an acid leaching method[J]. LI Haoran~a FENG Yali~b LIANG Jianglong~a LUO Xiaobing~b DU Zhuwei~a ~a State Key Laboratory of Biochemical Engineering,Institute of Process Engineering,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100080,China ~b Civil and Environmental Engineering School,University of Science and Technology Beifing,Beijing 100083,China. Rare Metals. 2008(02)
博士論文
[1]綜合利用鈦鐵礦制備鋰離子電池正極材料LiFePO4和負極材料Li4Ti5O12的研究[D]. 伍凌.中南大學 2011
[2]從含釩鋼渣中提取V2O5的新工藝與機理研究[D]. 葉國華.昆明理工大學 2010
碩士論文
[1]鋰離子電池Li4Ti5O12負極材料的改性及電性能研究[D]. 丁現(xiàn)亮.河南師范大學 2012
[2]鋰離子電池負極材料Li4Ti5O12的摻雜改性研究[D]. 齊燕嶺.新疆大學 2009
[3]稀鹽酸選擇性浸出改性鈦渣制備富鈦料的研究[D]. 王延忠.昆明理工大學 2003
本文編號：3294938
【文章來源】：東北大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：76 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
名提釩廢渣漫
第4章浸出渣定向制備Ti02及Li4Ti50i2圖4.7是過氧鐵化合物及在80(rc下煨燒4h后所得產物的SEM圖。從圖中可以看出，過氧鐵化合物的結構較為致密，其形貌大多呈球形，粒徑大小不一，表明Ti在配位絡合縮聚的過程當中發(fā)生了團聚。另外，過氧鈦化合物經過煅燒之后所得產物的顆粒較為粗大。因此，如何有效的細化產物粒徑以及防止顆粒團聚就是后續(xù)工作研宄的重點。_畫… 丨 EMT" fSCCkV 7,1 ！000 K X Sigr-atA?-IrttoBS 丨 EHr?-15.CaSfV WC-122 nun Msg* teOOStX SgwlA*^S￡?圖4.7 (a)過氧汰化合物及(b)在80(rC煅燒后產物的SEM圖譜Fig. 4.7 SEM images of (a) peroxy titanium compoundsand (b) the products after calcined at 800。C4.3.3.2 Li4Ti50i2形貌及物相分析圖4.8是分別在75(rC、80(rC和85(rC下鍛燒14h后制備的Li4Ti50i2及在煅燒前的SEM圖。圖(a)是在750°C下制備的LiaTisOn，從中可以看出在750°(：下煅燒所制備的Li4Ti50i2粒度較細，約0.2?0.5|_im，除此之外有部分顆粒發(fā)生了團聚現(xiàn)象。圖(b)是在80(rC下煅燒制備的Li4Ti50】2，與750°C相比
4.3.3.2 Li4Ti50i2形貌及物相分析圖4.8是分別在75(rC、80(rC和85(rC下鍛燒14h后制備的Li4Ti50i2及在煅燒前的SEM圖。圖(a)是在750°C下制備的LiaTisOn，從中可以看出在750°(：下煅燒所制備的Li4Ti50i2粒度較細，約0.2?0.5|_im，除此之外有部分顆粒發(fā)生了團聚現(xiàn)象。圖(b)是在80(rC下煅燒制備的Li4Ti50】2，與750°C相比，在800°C下所得到的Li4Ti50i2顆粒分布比較均句，粒徑大約在0.5|im左右，形態(tài)狀貌良好。圖(c)是在85(rC下煅燒制備的Li4Ti50i2
【參考文獻】：
期刊論文
[1]石煤灰渣酸浸提釩后殘渣作水泥混合材試驗研究[J]. 施正倫,周宛諭,方夢祥,裘國華,余德麒,駱仲泱. 環(huán)境科學學報. 2011(02)
[2]磷酸鐵鋰鋰離子蓄電池的發(fā)展和應用[J]. 李小芳. 汽車與配件. 2010(02)
[3]石煤提釩浸出渣制取建筑用磚的研究[J]. 時亮,魏昶,樊剛,李旻廷,麥毅,劉毅. 礦產綜合利用. 2009(06)
[4]鈦白廢酸浸出鋼渣提釩試驗研究[J]. 付自碧,彭毅,張林,張濤. 鈦工業(yè)進展. 2009(05)
[5]釩產品生產廢渣的綜合利用[J]. 郝建璋,劉安強. 中國資源綜合利用. 2009(10)
[6]從廢棄釩渣中提取五氧化二釩[J]. 錢強. 濕法冶金. 2008(02)
[7]Mn摻雜LiFePO4的結構及電化學性能研究[J]. 阮艷莉,唐致遠,郭紅專. 功能材料. 2008(05)
[8]釩的聚陰離子型鋰離子電池材料研究進展[J]. 楊改,應皆榮,高劍,姜長印,萬春榮. 稀有金屬材料與工程. 2008(05)
[9]LiFePO4的前驅體制備與性能[J]. 王志興,伍凌,李新海,胡啟陽,郭華軍,彭文杰,張云河. 功能材料. 2008(04)
[10]Vanadium recovery from clay vanadium mineral using an acid leaching method[J]. LI Haoran~a FENG Yali~b LIANG Jianglong~a LUO Xiaobing~b DU Zhuwei~a ~a State Key Laboratory of Biochemical Engineering,Institute of Process Engineering,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100080,China ~b Civil and Environmental Engineering School,University of Science and Technology Beifing,Beijing 100083,China. Rare Metals. 2008(02)
博士論文
[1]綜合利用鈦鐵礦制備鋰離子電池正極材料LiFePO4和負極材料Li4Ti5O12的研究[D]. 伍凌.中南大學 2011
[2]從含釩鋼渣中提取V2O5的新工藝與機理研究[D]. 葉國華.昆明理工大學 2010
碩士論文
[1]鋰離子電池Li4Ti5O12負極材料的改性及電性能研究[D]. 丁現(xiàn)亮.河南師范大學 2012
[2]鋰離子電池負極材料Li4Ti5O12的摻雜改性研究[D]. 齊燕嶺.新疆大學 2009
[3]稀鹽酸選擇性浸出改性鈦渣制備富鈦料的研究[D]. 王延忠.昆明理工大學 2003
本文編號：3294938
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