針對(duì)當(dāng)前廢舊三元鋰離子電池回收過(guò)程中有價(jià)元素鋰回收率低的問(wèn)題,中國(guó)恩菲提出了氫還原-水浸新工藝,利用氫氣還原正極材料中的高價(jià)鎳鈷錳,解離活化其中的鋰,通過(guò)水浸分離回收鋰,將鎳鈷錳留在渣中,實(shí)現(xiàn)了鋰與鎳鈷錳的分離,與傳統(tǒng)鋰回收工藝相比取得了技術(shù)性突破。該工藝最佳工藝參數(shù):氫還原過(guò)程為氫還原時(shí)間1 h,溫度500℃;水浸過(guò)程為液固比5∶1,溫度80℃,時(shí)間40 min。最佳工藝參數(shù)條件下,鋰的回收率可以達(dá)到95.8%,將未經(jīng)凈化除雜處理的水浸出液蒸發(fā)結(jié)晶后可以制備出純度為95.4%的氫氧化鋰產(chǎn)品。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)有色冶金. 2020,49(04)

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

氫還原反應(yīng)過(guò)程中的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)吉布斯自由能變化隨溫度的關(guān)系

從圖2可以看出，當(dāng)還原溫度為400℃時(shí)，還原前后的物相沒(méi)有變化，說(shuō)明當(dāng)還原溫度較低時(shí)，正極活性物質(zhì)反應(yīng)過(guò)程較慢甚至沒(méi)有被還原。當(dāng)溫度提高至450℃時(shí)，還原渣中Li(Ni CoMn)O2的衍射峰消失，表明Li(Ni CoMn)O2被還原，MnO、Ni/Co和Ni O/CoO(由于金屬Co和金屬Ni、CoO和Ni O的衍射峰位置相似)的衍射峰出現(xiàn)，表明還原進(jìn)行得不徹底，并沒(méi)有將Ni O/CoO完全還原成金屬單質(zhì)Ni/Co，這時(shí)的產(chǎn)物為MnO、Ni/Co和Ni O/CoO。由于Li的含量較少等原因，并沒(méi)有檢測(cè)到明顯的衍射峰。當(dāng)還原溫度升高至500℃時(shí)，還原產(chǎn)物的衍射峰與450℃的衍射峰相似，但此時(shí)Ni O/CoO的衍射峰強(qiáng)度不高，表明升高溫度還原速率較快，還原產(chǎn)物中的Ni O/CoO含量降低。因此，H2還原溫度高于450℃即可滿足Li(Ni CoMn)O2被還原而使Li被解離的要求。分別將400℃、450℃、500℃溫度下得到的還原渣，在液固比10∶1、溫度80℃、攪拌充分的條件下，使用水作為浸出劑，浸出1 h,Li的浸出效果見(jiàn)表2。

為了研究還原時(shí)間對(duì)正極活性物質(zhì)還原效果的影響，在氫氣流量為3 L/h、正極活性物質(zhì)20 g、還原溫度500℃條件下，對(duì)還原時(shí)間分別為0.5 h、1 h、1.5 h的還原產(chǎn)物物相進(jìn)行考察，結(jié)果見(jiàn)圖3。從圖3可以看出，當(dāng)還原時(shí)間為0.5 h時(shí)，還原渣主要由Ni/Co、Ni O/CoO和Mn O組成;當(dāng)還原時(shí)間增加到1 h時(shí)，Ni O/CoO的衍射峰強(qiáng)度降低很多;當(dāng)還原時(shí)間繼續(xù)增加到1.5 h時(shí)，Ni O/CoO的衍射峰徹底消失，此時(shí)，還原渣的物相組成為Ni/Co和Mn O，表明還原較為徹底�？紤]到還原的主要作用是將Li(Ni CoMn)O2中的Li解離出來(lái)，且還原度較高時(shí)需要消耗的氫氣量也較多，因此，還原時(shí)間控制在0.5～1 h即可滿足要求。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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