聚氯乙烯氯化焙烧-水浸回收废弃锂离子电池中的钴和锂

发布时间：2024-04-02 18:26

　　基于时下新能源市场对稀贵金属的极大需求,同时电子废弃物所带来的生态环境问题日益凸显,废弃锂离子电池目前已成为城市矿物资源研究的重点。传统的回收技术主要以火法冶金和湿法冶金为主,存在着能源消耗严重、二次酸碱废液污染等问题,因此发展一种节能高效、环境友好的回收技术不仅可以实现废弃锂离子电池的资源化和无害化,也可以促进行业的可持续发展。本课题提出了一种针对废弃锂离子电池的资源化处置工艺,主要利用聚氯乙烯为氯化剂,氯化焙烧-水浸为核心技术,结合化学沉淀法提取废弃锂离子电池中的Co和Li。通过单因素实验以及正交实验探究了焙烧温度、升温速率、保温时间和物料配比对氯化效果的影响,并确定了最佳的组合条件。通过对各个实验条件下焙烧产物以及水浸滤渣的物相分析,探究LiCoO₂中Li和Co的赋存状态变化以及转化途径,从而分析氯化过程中发生的主要反应。通过对LiCoO₂的稳定性分析和氯化反应的热力学研究,验证了氯化反应机理和焙烧过程中副反应对金属氯化效果的影响。获得金属的浸出液以后,以NaOH和Na₃PO₄为沉淀剂分步回收...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 锂资源概况
        1.1.1 锂及锂化合物
        1.1.2 锂资源分布情况
    1.2 钴资源概况
        1.2.1 钴及钴化合物
        1.2.2 钴资源分布情况
    1.3 锂离子电池概况
        1.3.1 锂离子电池发展与应用
        1.3.2 锂离子电池结构与组成
        1.3.3 锂离子电池工作原理
    1.4 传统废旧锂离子电池回收技术现状
        1.4.1 预处理过程
        1.4.2 金属提取过程
        1.4.3 回收与再利用
    1.5 氯化冶金技术在废旧锂离子电池回收领域的应用
        1.5.1 氯化浸出
        1.5.2 氯化焙烧
        1.5.3 机械氯化
    1.6 选题的意义与研究内容
        1.6.1 选题的意义
        1.6.2 研究内容
        1.6.3 选题的创新性
第二章 实验材料与设备
    2.1 实验原料
    2.2 实验试剂
    2.3 实验设备
    2.4 表征仪器
    2.5 实验过程
        2.5.1 预处理实验
        2.5.2 金属提取过程
        2.5.3 金属分离回收过程
第三章 PVC氯化焙烧-水浸回收废弃锂离子电池的研究
    3.1 预处理实验
    3.2 氯化焙烧-水浸单因素实验
        3.2.1 实验方案设计
        3.2.2 焙烧温度对金属浸出率的影响
        3.2.3 保温时间对金属浸出率的影响
        3.2.4 升温速率对金属浸出率的影响
        3.2.5 物料配比对金属浸出率的影响
    3.3 多因素对焙烧过程的影响
        3.3.1 正交实验设计
        3.3.2 正交实验结果
    3.4 氯化焙烧反应过程研究
        3.4.1 焙烧产物物相分析
        3.4.2 焙烧产物表面价态分析
        3.4.3 混合样品热重分析及氯化焙烧发生的主要反应
    3.5 LiCoO₂的热稳定性及氯化焙烧热力学分析
        3.5.1 LiCoO2的热稳定性
        3.5.2 LiCoO₂氯化焙烧热力学分析
        3.5.3 PVC热解产物对氯化焙烧的影响
    3.6 本章小结
第四章 化学沉淀法分步回收钴和锂
    4.1 引言
    4.2 实验方案设计
    4.3 沉淀法回收浸出液中的钴
        4.3.1 水浴温度对Co²⁺沉淀效果的影响
        4.3.2 搅拌速率对Co²⁺沉淀效果的影响
        4.3.3 钴沉淀物的XRD分析
    4.4 沉淀法回收浸出液中的锂
        4.4.1 水浴温度对Li⁺沉淀效果的影响
        4.4.2 Na₃PO₄用量对Li⁺沉淀的影响
        4.4.3 锂沉淀物的XRD分析
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3946019