生命周期评价方法在氧化钴生产中的应用

氧化钴生产是锂钴氧二次电池全生命周期重要阶段之一。本实验是以粗氢氧化钴为原材料,利用生命周期评价方法对氧化钴生产进行综合分析,全面评价氧化钴生产中资源、能源消耗以及环境污染物排放,并对由此产生的环境影响潜值进行量化估算。结果显示,氧化钴生产中环境潜在影响大小依次是富营养化、粉尘和烟尘、酸化、全球变暖、固体废弃物负担,其相对值依次是:24.04、22.88、4.30、3.29、1.49。根据评价结果,提出对氧化钴生产过程进行技术改造及相关材料使用更换来降低氧化钴生产对环境的影响。     

废锂电池放电及正极片分离回收处理

研究了废锂电池放电及正极片分离回收处理工艺。实验结果表明:经质量浓度30 g/L NaCl溶液浸泡9.0 h可实现电池放电,残余电压在0.5 V以下;在60℃恒温水浴振荡、NaOH质量浓度40 g/L、废锂电池质量与NaOH溶液体积的比为15 g/L的优化条件下,集流体完全与活性物质分离,回收得到的黑色粉末为LiCoO2活性材料,未见铝杂质的特征峰;通过硫酸中和的方法回收碱浸溶液中的铝,当体系pH为10.0时,可获得最大量的Al(OH)3沉淀,沉淀物颗粒表面光滑,粒径大小不一。     

Mesoporous cobalt monoxide-supported platinum nanoparticles: Superior catalysts for the oxidative removal of benzene

Mesoporous Co_3 O_4(meso-Co_3 O_4)-supported Pt(0.53 wt.% Pt/meso-Co304) was synthesized via the KIT-6-templating and polyvinyl alcohol(PVA)-assisted reduction routes.Mesoporous CoO(meso-CoO) was fabricated through in situ reduction of meso-Co304 with glycerol,and the 0.18-0.69 wt.% Pt/meso-CoO samples were generated by the PVA-assisted reduction method.Meso-Co_3 O_4 and meso-CoO were of cubic crystal structure and the Pt nanoparticles(NPs) with a uniform size of ca.2 nm were well distributed on the mesoCo_3 O_4 or meso-CoO surface.The 0.56 wt% Pt/meso-CoO(0.56 Pt/meso-CoO) sample performed the best in benzene combustion(T_(50%)=156℃and T_(90%)=186℃at a space velocity of 80,000 mL/(g h)).Introducing water vapor or C02 with a certain concentration led to partial deactivation of 0.56 Pt/meso-CoO and such a deactivation was reversible.We think that the superior catalytic activity of 0.56 Pt/meso-CoO was intimately related to its good oxygen activation and benzene adsorption ability.     

Mn-Co/MCM-41吸附剂表征及脱除烟气中单质汞研究

针对燃煤烟气中单质汞(Hg0)不溶于水而颇难去除的问题,采用浸渍法制备了不同Mn和Co物质的量比的Mn-Co/MCM-41介孔分子筛吸附剂,在固定床实验台架上考察了各吸附剂的脱汞效率.采用N2吸附/脱附、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、H2程序升温还原(H2-TPR)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对吸附剂进行了物理化学性质表征.结果表明:Mn和Co复合后,吸附剂的脱汞效率显著提高.Mn/Co物质的量比为3/1时,吸附剂的脱汞效率最高,反应温度为150℃时,其脱汞效率高达90%.与单一组分Mn或Co负载MCM-41吸附剂相比,Co的掺杂不但使Mn和Co在MCM-41上的分散更均匀,还会促进Mn3+和Mn2+向Mn4+的转化和提高吸附剂的还原特性,增强吸附剂的脱汞性能.     

镍钴采选行业废石和尾矿中重金属淋溶释放规律研究

镍钴采选废石和尾矿中重金属的溶出释放规律对矿区的重金属污染防治具有重要意义。但目前,国内还没有对镍钴行业采选产生的尾矿和废石中重金属的溶出规律开展研究。本文以镍钴采选企业的尾矿和废石作为样本,开展了毒性浸出实验。研究了不同pH值、离子强度、温度等实验条件对重金属溶出的影响,探讨了镍钴采选过程中所产生的尾矿和废石中重金属的溶出特性和释放规律。实验结果表明,尾矿样品中Ni的浸出浓度为42.28 mg·L^-1,是最大允许排放浓度的8.86倍,为具有浸出毒性特征的危险废物;废石样品中重金属Ni和Cu的溶出浓度分别为4.72 mg·L^-1和26.2 mg·L^-1,超过最大允许排放浓度,属于第Ⅱ类一般工业固体废物。pH对样品中Ni、Cr、Pb、Co和As的溶出量影响较大,其中尾矿中Ni和Cu在pH较低的条件下,可达到44.28 mg·L^-1和53 mg·L^-1,远高于最大允许排放浓度,而Hg、Cd和Cu的溶出量随pH值的变化不大。除As以外,样品中大多数重金属的溶出质量浓度在酸性条件下比在中性条件下高,这表明在酸性环境条件下,这些重金属对周围生态环境的潜在风险更大。离子强度的变化对Cd和Co的溶出量的变化并不明显,而当离子强度变化时,Ni、Cr、Pb、Hg、Cu和As的溶出量可能达到最大,使周围环境的潜在生态风险增大。当温度达到35~40℃时,部分重金属如Co、Pb、Cd 等,溶出量将达到最大;当温度低于25℃时,除 Ni 以外,大部分重金属溶出量很低。而温度变化对重金属Cu、As、Cr和Hg的溶出量的影响不明显,波动范围较小,对周围生态环境产生的潜在生态风险较小。     

2-(2-吡啶偶氮)-5-二甲氨基酚固相萃取光度法测定环境样品中钴(Ⅱ)的研究

根据新试剂2-(2-吡啶偶氮)-5-二甲氨基酚(PADMAP)与钴的显色反应及C18固相萃取小柱对显色络合物的固相萃取,建立了一种测定环境样品中痕量钴的新方法,在pH4 0的HAc—NaAc缓冲介质中,溴化十六烷基三甲基铵(CTMAB)存在下,PADMAP与钴反应生成2∶1稳定络合物,该络合物可用C18固相萃取小柱富集,小柱上富集的络合物用乙醇(内含2%乙酸)洗脱后用光度法测定。络合物最大吸收波长为585nm,摩尔吸光系数为1 05×105L·mol-1·cm-1,钴含量在0—1 0mg/L内符合比耳定律。方法用于几种环境样品中钴的分析,结果令人满意。     

Ni,Co掺杂对Mn-Ce/TiO_2催化剂脱硝活性的影响

以Ti O_2为载体,采用浸渍法制备Ni或Co掺杂的Mn-Ce/Ti O_2催化剂,用于烟气的选择性催化还原法低温脱硝。考察Ni或Co的掺加对Mn-Ce/Ti O_2催化剂活性的影响,并对各催化剂进行了BET,XRD,H_2-TPR,XPS表征。实验结果表明:在NO,NH_3,O_2的体积分数分别为6×10~(-4),6×10~(-4),6×10~(-2),空速为16 000 h~(-1)的条件下,Mn-Ce/Ti O_2、Mn-Ce-Ni_(0.4)/Ti O_2和Mn-Ce-Co_(0.2)/Ti O_2催化剂的NO去除率在120℃时分别为38%,68%,74%,在150℃时分别为64%,92%,近100%,这表明掺加Ni或Co后Mn-Ce/Ti O_2催化剂的脱硝活性明显提高;在进气中加入体积分数为1×10~(-4)的SO_2后,Mn-Ce/Ti O_2催化剂的NO去除率在300 min内从98.2%下降至57.2%,而Mn-CeCo_(0.2)/Ti O_2和Mn-Ce-Ni_(0.4)/Ti O_2催化剂的NO去除率分别为73.9%和69.8%,这表明Ni或Co的掺加有助于提高催化剂的抗硫性能。表征结果表明:Ni或Co的掺加基本不影响Mn和Ce在载体Ti O_2上的分散;Ce元素以Ce~(3+)和Ce~(4+)价态存在,且主要为Ce~(4+);催化剂的比表面积变化不大;Mn O_x与Ce O_x的结晶度降低,催化剂的氧化还原能力增强。