LiCoO2在酸性環(huán)境中焙燒元素的賦存狀態(tài)及其分布分配的研究.pdf

1、鋰離子電池具有其高的性價(jià)比、輕便、易攜等特點(diǎn)，在生活中的電子領(lǐng)域已經(jīng)占據(jù)了很高的位置，這在未來的電子領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著鋰離子電池在電子領(lǐng)域的數(shù)量不斷的猛增，由于其壽命的有限性，導(dǎo)致大量的鋰離子電池被淘汰，如果不及時(shí)進(jìn)行治理的話，會(huì)給人們的生活環(huán)境帶來很大的威脅。由于鋰離子電池中的有價(jià)金屬的含量比較高，在我們這個(gè)鈷資源比較短缺、又沒有大量的礦產(chǎn)資源得到開發(fā)的國家，對(duì)失效鋰離子電池進(jìn)行回收處理，不僅有利于減輕環(huán)境的污染問題，也有

2、利于緩解我國鈷資源的供求矛盾。
　　本文主要論述了對(duì)失效鋰離子的回收的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，目前主要有兩種方法，火法和濕法?；贚iCoO2在酸性溶液中的化學(xué)溶解性質(zhì)開發(fā)的濕法冶金技術(shù)，盡管具有金屬回收率高的優(yōu)點(diǎn)，但均難以避免浸出過程污染性氣體的產(chǎn)生這一嚴(yán)重缺點(diǎn)，這限制了該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。目前已開展的研究在LiCoO2物理化學(xué)性質(zhì)的全面認(rèn)識(shí)上存在明顯的缺陷限制了廢LiCoO2中有價(jià)金屬回收新工藝的設(shè)計(jì)與開發(fā)。本文主要是用LiCoO2與

3、NaHSO4·H2O或Na2S2O7等按照一定的摩爾比混合，經(jīng)酸性焙燒后產(chǎn)物中元素的存在形式、化合物的種類、離子的價(jià)態(tài)等方面的物理化學(xué)特征仍不清楚。本文研究針對(duì)該酸性焙燒過程中元素遷移的化學(xué)形式及元素定向遷移控制的機(jī)理科學(xué)問題，采用TG-DSC-MS、XRD和SEM-EDS等研究手段揭示元素在酸性焙燒過程所處的物態(tài)、化合物種類和逸出氣體的成分、產(chǎn)物的形貌隨著溫度的變化顆粒的變化和元素在產(chǎn)物中的分布和分配等方面的物理化學(xué)特征?；旌媳簾难?/p>

4、究結(jié)果表明:(1)將LiCoO2與NaHSO4。H2O按照摩爾比1∶3混合均勻，研究結(jié)果表明:LiCoO2與NaHSO4·H2O發(fā)生反應(yīng)，首先是NaHSO4·H2O失去結(jié)晶水的階段，當(dāng)溫度上升時(shí)，NaHSO4·H2O還要失去物理吸附水，當(dāng)溫度達(dá)到600℃左右時(shí)，有二氧化硫和氧氣的溢出。通過XRD分析檢測(cè)，鋰元素主要是以LiNa(SO4)的形式存在，鈷元素在低溫時(shí)是以CoSO4.H2O和Na2Co(SO4)2的形式存在，當(dāng)溫度相對(duì)升高時(shí)，

5、則是以Na6Co(SO4)4的形式存在，隨著溫度的升高產(chǎn)物的顆粒尺寸不斷的減小，由塊狀物轉(zhuǎn)化為魚鱗狀，Li、Co、S、O元素呈現(xiàn)彌散狀態(tài)均勻分布在產(chǎn)物中。(2)將LiCoO2與Na2S2O7按照摩爾比1∶1.5混合均勻，TG-DSC-MS的結(jié)果表明，熱重過程呈現(xiàn)出了三個(gè)失重臺(tái)階，在第一階段主要是Na2S2O7失去物理吸附水的階段，第二階段明顯有二氧化硫氣體溢出。通過XRD的結(jié)果表明:Li元素主要是以LiNa(SO4)的形式存在，而Co元