Chemical and process mineralogical characterizations of spent lithium-ion batteries: An approach by multi-analytical techniques

Mineral processing operation is a critical step in any recycling process to realize liberation, separation and concentration of the target parts. Developing effective recycling methods to recover all the valuable parts from spent lithium-ion batteries is in great necessity. The aim of this study is to carefully undertake chemical and process mineralogical characterizations of spent lithium-ion batteries by coupling several analytical techniques to provide basic information for the researches on effective mechanical crushing and separation methods in recycling process. The results show that the grade of Co, Cu and Al is fairly high in spent lithium ion batteries and up to 17.62 wt.%, 7.17 wt.% and 21.60 wt.%. Spent lithium-ion batteries have good selective crushing property, the crushed products could be divided into three parts, they are Al-enriched fraction (+2 mm), Cu and Al-enriched fraction (?2 + 0.25 mm) and Co and graphite-enriched fraction (?0.25 mm). The mineral phase and chemical state analysis reveal the electrode materials recovered from ?0.25 mm size fraction keep the original crystal forms and chemical states in lithium-ion batteries, but the surface of the powders has been coated by a certain kind of hydrocarbon. Based on these results a flowsheet to recycle spent LiBs is proposed.     

Effects of organic matter on Leymus chinensis germination,growth, and urease activity and available nitrogen in coastal saline soil

ABSTRACT

The present study was carried out to investigate the effect of three organic matters (stalk powder, microbial fertilizer, and manure) on Leymus chinensis germination, growth, and urease activity and available nitrogen (N) in coastal saline soil. The study was conducted in a completely randomized design with eight treatments: J₀V₀Y₀, J₁V₀Y₀, J₀V₁Y₀, J₀V₀Y₁, J₁V₁Y₀, J₁V₀Y₁, J₀V₁Y₁, J₁V₁Y₁. The notations were based on the quantities of each agent added to 1 kg of coastal saline soil: J₀ – no straw powder, J₁ – 0.2 kg straw powder, Y₀ – no manure, Y₁ – 0.3 kg manure, V₀ – no microbial fertilizer, V₁ – 0.2 L microbial fertilizer, each in quantic repeat. L. chinensis was sown as 50 seeds per pot. Results indicated that addition of organic agents exerted a significantly enhanced germination, increase in fresh weight and elevated soil urease activity. Soil available N levels were significantly positively correlated with soil urease activity and fresh weight, but not with germination rate. It is noteworthy that the halophyte L. chinensis showed improved characteristics when grown in coastal saline soil with addition of organic amendments.     

CO2浓度升高对半干旱区春小麦光合作用及水分生理生态特性的影响

大气CO₂浓度升高已成为世界范围内重要环境问题。为了解大气CO₂浓度升高对春小麦光合作用及水分生理生态特性的影响,在典型半干旱区定西利用开顶式气室(OTC)试验平台,以春小麦“定西24号”为供试品种,开展了CO₂浓度增加模拟试验。试验设对照(390μmol·mol^?1)、480μmol·mol^?1和570μmol·mol^?1等3个CO₂浓度(摩尔分数)梯度。结果表明:在对照和增加CO₂浓度条件下,春小麦叶片净光合速率和蒸腾速率日变化均呈“双峰型”分布,出现明显的“午休”现象;胞间CO₂浓度的日变化表现为斜“V”字型曲线;叶水势日变化呈现反抛物线曲线走向,在中午后出现水势曲线拐点。在不同生育时期内,净光合速率、气孔导度和胞间CO₂浓度均表现为开花期最大,乳熟期最小。而蒸腾速率表现为开花期最大,拔节期最小,叶片水平水分利用效率表现为孕穗期最大,乳熟期最小。随着CO₂浓度升高,春小麦叶片净光合速率、胞间CO₂浓度、水分利用效率和水势提高,气孔导度和蒸腾速率降低。与对照大气CO₂浓度相比,在480μmol·mol^?1浓度和570μmol·mol^?1浓度下,整个生育期净光合速率平均分别提高了14.68%和28.20%,气孔导度平均降低了15.29%和24.83%,胞间CO₂浓度平均提高了10.38%和26.15%,蒸腾速率平均减小了6.63%和12.41%,WUE平均增加了22.9%和46.9%。随着CO₂浓度升高,蒸腾失水减少,叶片水势不断增加,从而增强了春小麦对干旱胁迫的抵御能力。研究结果为我国半干旱区春小麦对全球气候变化下的敏感性及适应性提供理论参考。     

Long-term study of heavy metal pollution in the northern Hangzhou Bay of China: temporal and spatial distribution,contamination evaluation,and potential ecological risk

Environmental Science and Pollution Research - Coastal ecosystem is vulnerable to heavy metal contamination. The northern Hangzhou Bay is under intensifying impact of anthropogenic activities. To...     

温度对合成钛酸盐纳米材料的影响及其对水中Cd (Ⅱ)的去除效果

为有效去除水中Cd（Ⅱ）,以TiO₂纳米粉和NaOH为原料,调节水热反应温度分别为100、120、150和190℃,制备出了不同形貌的TNs（钛酸盐纳米材料）,分别记为TNs-100、TNs-120、TNs-150和TNs-190,并对其形貌、结构、比表面积、化学组成等物理化学性能进行了表征;通过对水中Cd（Ⅱ）的静态吸附试验,考察了TNs对Cd（Ⅱ）的吸附性能.结果表明:随着合成温度的升高,TNs的形貌逐渐从纳米片演变成纳米管,管长逐渐变长,最后变成纳米棒.TNs-100的晶型结构主要是锐钛矿型;随着温度升高,结晶度逐渐增强;TNs-190出现了部分金红石相.TNs-150对Cd（Ⅱ）的吸附能力最强,最大平衡吸附量为254.66 mg/g,最佳吸附pH为5.0.再生的TNs-150对Cd（Ⅱ）循环吸附6次的去除率和解吸率均可达93%以上.TNs-150对Cd（Ⅱ）的吸附过程符合准二阶动力学方程和Langmuir吸附等温模型,吸附机制主要是TNs层间Na+和H+与溶液中Cd（Ⅱ）的离子交换.研究显示,TNs的饱和吸附量均高于同类吸附剂,能有效去除水中Cd（Ⅱ）.      

排污权有偿使用与交易制度若干问题探析——以浙江省温州市为例

排污权有偿使用与交易制度是我国一项重要的环境经济政策。文章以温州市为例,从水环境管理视角出发,探讨排污权有偿使用与交易的若干问题。着重分析温州市初始排污权核定与分配的成效、存在的问题和解决途径,利用平均治理成本等方法设计排污权有偿使用价格,研究排污权交易的实现途径。在此基础上,文章提出应探索利用地方立法权制定排污权相关法律法规、完善初始排污权核定与分配方法、优化排污权竞拍机制和实施市场化激励政策等建议。     

凹凸棒黏土对水体和底泥中Cr (Ⅵ)的吸附

为考察凹凸棒黏土对水体和底泥中Cr（Ⅵ）污染治理与修复效果,通过实验室模拟试验,运用Langmuir和Frundlich等温吸附模型及准一级和准二级动力学模型,研究了天然凹凸棒黏土对水体中Cr（Ⅵ）的吸附特性,并研究了pH对吸附过程的影响及凹凸棒黏土对底泥中Cr（Ⅵ）金属形态的影响,通过XRF（X-射线荧光光谱仪）和SEM（扫描电镜）确定凹凸棒黏土的化学组成和微观形貌结构.结果表明:天然凹凸棒黏土内部呈纤维状且多孔隙,成分中含有铁、铝、钙等元素,吸附后的材料中发现了Cr元素;Langmuir-Frundlich吸附等温模型（R2=0.996）和准一级动力学模型（R2=0.993）较好地拟合了凹凸棒黏土对Cr（Ⅵ）的吸附热力学与动力学过程,动力学模拟的Cr（Ⅳ）平衡吸附量及实测值分别为1.38和1.37 mg/g.溶液pH对Cr（Ⅵ）的吸附具有影响,其最佳pH为3,此时吸附率最高,为85.80%.研究显示,向底泥中添加凹凸棒黏土能促使Cr形态由不稳定态（酸溶态和铁铝还原态之和）向稳定态（可氧化态和残渣态之和）转化,从而达到修复底泥中Cr（Ⅵ）污染的目的.      

基于环境质量管理的城市综合环境绩效评估研究

文章以26个省会城市2004~2013年的样本数据,从环境健康、生态保护、资源与能源利用、环境治理等4个方面开展研究,构建了包括4项二级指标、12项三级指标和26项四级指标在内的城市综合环境绩效指标体系。研究发现,大部分城市的综合环境绩效历年差异明显,东、中、西部的环境绩效有明显的差异。因此,文章认为应该进一步优化环境绩效指标体系,充分体现区域差异特点,通过实施城市综合环境绩效考核来提高城市环境质量管理水平。     

重大事故根源分析的周易社会层级模型研究

重大事故的发生有着多重的致因因素,目前国内流行的事故调查与分析主要是针对企业或者组织内部的人因与管理失误,缺乏对事故社会原因的分析与探讨。将国际上流行的事故致因理论与中国的传统文化周易相结合,提出了重大事故根源分析的"周易社会层级模型"假设,将重大生产安全事故的致因调查与根源分析划分为六个社会层级因素与防护屏障,包括直接原因(危险监控层)、间接原因(作业控制层)、系统原因(管理体系层)以及社会原因(公司治理层、标准规范层和法律法规层),并以此为基础开发出周易社会层级模型的重大事故根源分析工具。通过该模型在重大事故调查与根源分析实际案例中的应用,结果表明该模型不仅可以分析时间事件链中每个关键事件或状态的直接原因、间接原因和系统原因,还能找到公司治理、标准规范和法律规范等方面的社会原因,可为重大事故的调查与根源分析提供参考思路、方法和工具。     

重庆市突发环境事件时空格局及影响研究

基于2009年-2015年重庆市突发环境事件统计数据,研究了重庆市近7年突发环境事件的动态变化趋势、空间分布格局及污染影响特征,讨论了引发突发环境事件内外部因素之间的关系.结果表明:重庆市7年内共发生突发环境事件134起,且呈波动下降趋势,春季和夏季为交通事故和自然灾害高发期;突发环境事件空间上主要集中在主城九区及相邻的区县,渝西、渝东南及渝东北各区县发生次数较少.道路交通事故、设备故障和操作不当是导致突发环境事件的主要因素,主要发生形式为泄漏.污染类型主要为水污染和水气复合污染,污染物出现频率大小为:油类>酸碱类>液氨>苯及其化合物>减水剂>其他各种污染物.