废旧手机电池中钴和锂的回收及再利用研究

废旧手机电池进行人工拆解后,将正极浸入N-甲基吡咯烷酮(NMP)中,使正极活性物质与铝箔分离.再利用酸浸-碱出方法回收正极活性物质中的钴和锂.确定最佳工艺参数为:0.8 molg·L-1的硫酸溶液,反应温度50℃,固液比1∶20g· L-1,水浴加热60 min.用饱和Na2CO3溶液沉淀锂得到Li2CO3,NaOH溶液将钴沉淀,400℃煅烧3h得到Co3 O4.按化学计量比将Co3O4与Li2CO3混合,预处理后700℃煅烧7h得到LiCoO2粉末.对再生的LiCoO2进行了结构和形貌测试,表明再生后生成了颗粒均匀、结晶度较好的LiCoO2.     

酒石酸浸出钴酸锂动力学机理研究

提出了一种绿色回收废旧钴酸锂电池正极活性物质的方法。采用酒石酸为浸出剂和还原剂,湿法回收废旧钴酸锂电池中的钴和锂。结果表明:钴酸锂与酒石酸摩尔比为1∶4,反应固液比为15 g/L,反应温度为90℃,反应时间为5 h时,金属钴和锂的浸出率分别为92.95%、91.86%;动力学分析显示,Co、Li浸出反应利用经典模型拟合效果最佳,其表观活化能分别为55.20,63.65 kJ/mol,浸出过程属于吸热反应和化学反应控制。该工艺可实现废旧钴酸锂正极活性物质的高效绿色回收,为其他废旧锂离子电池的回收提供理论基础。     

液晶热处理失重特征及其过程产物初步研究

利用热重分析仪/傅立叶变换红外光谱仪联用研究了液晶热处理失重特征及其产物. 结果表明:液晶加热分解起始温度基本在100～120℃,热处理过程呈单一剧烈失重峰,加热至500 ℃时有90%以上的液晶分解. 有氧条件有利于液晶热处理反应快速进行,但易生成黑色残渣;无氧条件下液晶热处理产物以烃类和含苯或苯环以及CO等官能团的有机物为主. 有氧条件下液晶加热处理有利于CO₂和CO的生成,同时也生成含苯环、羰基、酰基等官能团的有机物. TFT型液晶较TN型和STN型液晶热处理反应温度低.      

温度对喷氨同时脱碳脱硫率影响的试验研究

利用氨气加水蒸汽喷射方法脱除燃煤锅炉模拟烟气中的CO2和SO2气体,烟气中CO2和SO2气体的体积分数分别为12％和0．25％．设定水蒸气温度50℃恒定,以确保反应器中水蒸汽的含湿量较低,其化学反应温度在25℃～95℃之间变化,同时喷入氨气与水蒸气的混合气体,其脱碳脱硫率随反应时间的变化表明：反应温度为55℃～60℃时,CO2和SO2的最大脱除率分别达到70％和95％．对化学反应产物进行FTIR试验,表明其反应产物主要是碳酸铵盐和硫酸铵盐的混合物．配合BET解吸试验,结果表明：在低含湿量条件下,采用喷氨方法,脱除电厂烟气中的CO2和SO2气体过程中,CO2气体除了被氨吸收发生化学反应,生成(NH4)2SO4和NH4HCO3晶体外,还被吸附在(NH4)2SO4和NH4HCO3晶体的空隙里．     

Co、Ni掺入对Pd-Rh型催化剂三效净化C_3H_8、CO、NO的影响

以堇青石质陶瓷蜂窝为第一载体,活性氧化铝和铈锆复合氧化物固溶体涂层为第二载体,采用等体积浸渍法制备系列低Pd-Rh含量的三效催化剂及Co、Ni单或双掺入样品。主要研究了Co、Ni掺入对Pd-Rh型催化剂三效净化C3H8、CO、NO活性的影响,结果表明:同时掺入Co、Ni催化剂的三效净化效果优于单独掺入Co或Ni的三效净化效果,同时掺入Co、Ni时,掺入1%Co3O4和2%Ni O的催化剂净化效果最佳;350℃时,催化脱除C3H8、CO的效率分别为100%、97%,400℃时,催化脱除NO的效率为99%。     

电镀污泥中重金属酸浸条件试验

酸浸条件的选择是资源化利用和安全处置电镀污泥中重金属元素的关键。以盐城市某企业含铜镍电镀污泥为研究对象,考察了酸浸条件对重金属铜镍的浸出率的影响。结果发现:硫酸浸出效果优于盐酸和硝酸,其最佳浓度为1.5 mol/L;污泥粒径越小,其重金属浸出率越高;升高浸取温度可以显著提高浸出率。正交实验结果表明:固液比为1∶15及45℃条件下,1.5 mol/L的硫酸溶液对粒径为100目的电镀污泥中铜、镍2 h后的浸出率分别达到97.59%和91.60%。     

填料塔中DBU溶液对CO2脱除率的实验研究

温室效应日益受到各国政府和科学家的关注,如何实现CO2捕集成为温室气体减排的关键.本文通过搭建吸收CO2的填料塔,研究1,8-二氮杂双环[5,4,0]十一碳-7-烯(DBU)溶液浓度、DBU溶液流量、气体流量、液气比、入口CO2浓度、气体温度和填料层高度对CO2脱除率的影响.结果发现CO2脱除率随DBU溶液浓度、DBU溶液流量和液气比的增大而增大;随气体流量和入口CO2浓度的增加而下降;气体温度在30~40℃时,CO2脱除率达到最高;填料层高度对CO2脱除率也有一定影响,随着填料层高度的增加,CO2脱除率只有小幅增大,因此实际应用中要综合考虑脱除率和经济性,选择合适的填料高度.     

废弃PVC辅助氯化焙烧高效回收废旧锂离子电池正极材料

采用废弃PVC作为氯化剂,通过氯化焙烧与低温水浸复合,有效提高了废弃锂离子电池正极材料LiCoO₂中钴和锂的浸出效率。系统研究了焙烧温度、氯化剂与正极材料LiCoO₂物料比、焙烧时间等参数对钴和锂浸出率的影响规律和作用机制。研究结果表明:在焙烧温度500℃、物料比5∶1、焙烧时间120 min条件下,再经60℃水浸后,钴的浸出率达到95%以上,锂的浸出率高达99%。同时采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）表征焙烧前后材料的晶体结构和表面形貌以及元素化合价变化,阐明了氯化焙烧LiCoO₂过程中钴和锂的物相间转化机制与动力学机理。与传统的湿法、火法和生物冶金相比,该废旧锂离子电池正极材料回收技术拥有更低的能源强度和更好的工业应用前景。     

微波焙烧强化废锂离子电池中的金属回收研究

为进一步提高资源回收效率和降低能耗,围绕废锂离子电池正极材料中有价金属的资源回收问题,提出对废锂离子电池正极材料进行微波焙烧前处理以强化提高各有价金属的浸出效率.结果显示,在不同微波焙烧功率条件下均存在最优焙烧时间以获得最佳金属回收率.综合考虑工序、能耗、成本等因素,研究确定微波焙烧功率600W,焙烧时间6min为较优微波焙烧处理条件,以H₂SO₄+H₂O₂为浸出体系,固液比为20g/L,反应温度为80℃,反应时间为60min条件下,Li、Ni、Co、Mn的浸出率分别达96%、85%、76%、52%.微波焙烧对废锂离子电池正极材料中有价金属浸出效率的强化效应主要来源于以下三方面的共同作用：其一,金属颗粒在微波作用下放电产生瞬时高温;其二,在瞬时高温条件下部分金属发生还原反应转化为更易于浸出的化学形态;其三,包覆在物料颗粒表面的有机物得以高效去除,提高金属裸露程度.     

锂离子电池正极材料的回收及再制备

通过湿化学法从废旧锂离子电池中回收得到Li+、Co2+的硝酸溶液,以此为钴源,与Ni(NO3)2.6H2O、Mn(NO3)2按化学计量比混合,用草酸盐共沉淀法制备草酸盐前驱体,然后按Li过量5%加入Li2CO3混合,在空气中于800～950°C煅烧15 h得LiCo1/3Mn1/3Ni1/3O2,研究了煅烧温度对材料结构、形貌以及电化学性能的影响。结果表明,900℃保温15 h制备的LiCo1/3Mn1/3Ni1/3O2正极材料,为理想的(α-NaFeO2层状结构,颗粒为大小均匀的球形,在2.5～4.3 V的电压范围内,以0.1 C的恒定电流进行充放电,其首次充放电比容量分别为194.3和150.9 mAh/g,10次循环之后的容量保持率为89.9%,放电比容量为135.0 mAh/g。     

基于钴的磷酸盐离子选择性电极研究

文章以金属钴为基体,在其表面形成对磷酸二氢盐有良好电化学响应的氧化钴敏感膜,成功的制备了磷酸盐离子选择性电极。详细讨论了不同活化时间和不同活化溶液对磷酸盐检测的线性响应范围、响应斜率及检测限的影响。实验结果表明:该基于钴的磷酸盐离子选择性电极在0.025 mol/L邻苯二甲酸氢钾的底液中,对磷酸二氢盐在10-4~10-1mol/L浓度范围内呈线性响应,其响应斜率为-48.27 mV/dec,检测限为2.27×10-5mol/L,相关系数R2为0.99。该电极具有良好的稳定性和重现性。已成功用于实际自来水样中磷酸二氢盐的检测,结果满意。     

不同活化条件下粉煤灰中锂的酸碱溶出特性

粉煤灰提取氧化铝作为其资源高值利用的重要途径之一引起广泛关注.由于粉煤灰中还含有一定丰度Li（锂）元素,在提取氧化铝的同时实现Li的协同提取对于进一步提高粉煤灰的资源利用效益意义重大.为认识粉煤灰中Li的溶出特性,分别考察了原粉煤灰、CaO煅烧活化粉煤灰和Na₂CO₃煅烧活化粉煤灰中Li在酸性溶液和碱性溶液中的溶出特性,并采用XRD（X-射线衍射）分析了粉煤灰浸取前后的物相变化,结合Li溶出率的变化,阐释了Li在不同浸出条件下溶出率差异的原因.结果表明:在相同浸出温度（100℃）下粉煤灰直接在酸性溶液和碱性溶液中的溶出率相对较低,分别仅为28%和36%;而经CaO和Na₂CO₃活化后粉煤灰中Li的溶出率显著提高,活化后粉煤灰中Li在酸性溶液中的溶出率可达到98%和86%,均高于碱性溶液中Li的溶出率（86%和67%）.XRD的分析结果进一步表明,部分Li可能赋存于非晶相或晶相表面,这部分Li易于被酸或碱直接浸出;部分Li可能镶嵌在莫来石、石英等晶相内部,不易被溶出,经CaO和Na₂CO₃助剂活化后,部分Li又重新嵌入到钙黄长石、霞石等新生成物相的晶格中,而这些物相更易于与酸反应,因而酸性溶液中Li的溶出率普遍高于碱性溶液中的结果.      

CO2去除垃圾焚烧飞灰水洗液中Pb和Zn的工艺条件

为探明CO₂对飞灰水洗液中Pb和Zn的去除效果,研究了CO₂浓度、通入时间、流速以及体系反应温度和重金属离子初始浓度对Pb和Zn在水洗液中沉淀的影响.结果表明:水洗液中Pb和Zn的初始浓度越低,通入CO₂后Pb和Zn的残留率越低;增大CO₂浓度、延长通入时间、增大流速以及降低体系反应温度,均可有效降低Pb和Zn的残留率;CO₂沉淀处理在最佳工艺条件〔CO₂浓度为10%(φ)、通入时间为80 s、流速为2 mL/min以及体系反应温度为40~50 ℃〕下,Pb和Zn的残留率分别降至3%和0.1%以下.      

一种基于钴的丝网印刷磷酸盐传感器研究

采用丝网印刷技术制备用于水中磷酸盐检测的传感器,其中,掺有钴粉的碳浆为工作电极,银/氯化银浆为参比电极.在25℃下,对于用pH为4.0邻苯二甲酸氢钾(KHP)缓冲溶液配制的浓度梯度为1×10-5~0.1mol/L的KH2PO4溶液,钴碳比为1:7磷酸盐丝网印刷电极有良好的能斯特响应,响应斜率为-41.63mV/decade,检测限为5×10-6mol/L,响应时间为60s,稳定性较好.丝网印刷电极的重现性很好,测量同一溶液, 同一钴碳比的丝网印刷电极的相对误差小于1%,不同钴碳比的丝网印刷电极的相对误差小于3.5%.     

真空膜蒸馏法再生烟气脱硫废液的实验研究

复合型甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液对烟气SO2具有良好的吸收性,其废液再生循环利用技术的研究进一步完善了烟气脱硫设备节能减排之需。实验采用聚丙烯中空纤维疏水膜组件为再生器,用真空膜蒸馏法再生吸收了SO2的MDEA富液,着重研究了废液温度变化对其再生率和蒸馏通量的影响,用气相色谱法测得废液在各实验温度下的再生色谱图,从而确定了废液的最佳再生温度为70℃,此时再生率可达98%。     

Thermal stabilization of chromium slag by sewage sludge: Effects of sludge quantity and temperature

To investigate the feasibility of detoxifying chromium slag by sewage sludge,synthetic chromium slag containing 3% of Cr(VI) was mixed with sewage sludge followed by thermal treatment in nitrogen gas for stabilizing chromium.The effects of slag to sludge ratio(0.5,1 and 2) and temperature(200,300,500,700 and 900°C) on treatment efficiency were investigated.During the mixing process before thermal treatment,59.8%-99.7% of Cr(VI) was reduced,but Cr could be easily leached from the reduction product.Increasing heating temperature and decreasing slag to sludge ratio strengthened the reduction and stabilization of Cr(VI).When the slag to sludge ratio was 0.5 and thermal treatment temperature was 300°C,the total leached Cr and Cr(VI) declined to 0.55 mg/L and 0.17 mg/L respectively,and 45.5% of Cr in the thermally treated residue existed as residual fraction.A two-stage mechanism was proposed for the reduction and stabilization of Cr.     

废旧锂电池电极活性材料真空热解固氟研究

以废旧锂离子电池电极活性材料为研究对象,在真空热解过程中加入CaO作为固氟剂,用以吸收电极活性材料在真空热解的回收工艺中产生的氟磷化合物,能有效减轻二次污染。研究了温度、CaO添加量、停留时间等热解条件对真空热解固氟效果的影响。结果表明固氟效果随温度的增加而增加,在温度500℃以上变化不大,并略有下降;CaO添加量对固氟效果有促进作用,30%可达到很高的固氟效果;30 min的停留时间对于含氟化合物的分解已经足够。得到CaO固氟工序的最佳操作参数:CaO添加量30%左右,温度500~600℃,停留时间30 min。     

基于水热碳化厕所黑水源分离处理的可行性分析

为解决传统集中式处理系统存在的工程量大、维护成本高、资源浪费等问题,将水热碳化技术用于厕所黑水源分离处理,提出了1种基于水热碳化的厕所黑水处理系统。试验设置温度梯度为200,210,220,230,240℃,反应停留时长为20,30 min,分析对比了反应产物的真空抽滤时长和滤渣含水率。结果表明:在200℃ 20 min、200℃ 30 min和210℃ 20 min 3组反应条件下抽滤时长>3 min,其余反应条件下均<1 min,随着反应温度的升高,滤渣的含水率逐渐下降。以处理量为200人/d对系统成本和能耗进行估算,系统成本和人均处理费用分别为10.3万元和0.08元。水热碳化后固体产物可进行资源化利用,废液和废气可通过真空蒸发和催化燃烧法进行处理。     

负载型燃烧催化剂La_(0.8)Ce_(0.2)CoO_3/Ce_(0.8)Zr_(0.2)O_2制备及性能研究

以复合氧化物La0.8Ce0.2CoO3为活性组分,Ce0.8Zr0.2O2固溶体为载体,采用柠檬酸络合法制备出负载型燃烧催化剂La0.8Ce0.2CoO3/Ce0.8Zr0.2O2。用XRD、BET和SEM对其进行表征,考察了焙烧温度、反应时间、反应温度及H2S存在对催化剂活性的影响。结果表明,载体表面形成了均一的钙钛矿相;该负载型催化剂对二甲苯完全氧化反应具有较高的催化活性,有良好的热稳定性、操作稳定性和强的抗H2S毒化能力。这可能是载体与负载组分之间密切的协同作用所导致。     

烟气组成对乙二胺合钴脱硝剂寿命的影响

在鼓泡反应器中考察了SO_2、CO_2的加入对乙二胺合钴体系脱硝的影响。结果表明:通入CO_2会导致脱硝率整体下降,CO_2竞争钴络合位点,在低CO_2浓度时生成碳酸盐络合物,并且其溶解转化消耗OH~-,阻碍了OH~-对NO_2络合物的再生,酸性的下降也使络合物稳定性降低。通入SO_2浓度越大,脱硝率和pH下降越快,pH降到7以下时络合物因解离而逐渐释放Co~(2+)和乙二胺,酸性条件下SO_2溶解产物与乙二胺的结合加速了络合物解离。在含SO_2混合气脱硝体系中不断补充少量乙二胺可使络合液原位再生。