提釩廢渣的浸出分離及制備鋰離子電池電極材料的研究.pdf

1、在環(huán)境污染和資源短缺問(wèn)題日益嚴(yán)峻的當(dāng)下，廢舊物的資源化利用成為了當(dāng)今世界研究的焦點(diǎn)。特別是在鋼鐵工業(yè)快速發(fā)展的過(guò)程中，一方面消耗了大量的資源和能源，另一方面又產(chǎn)生了大量的固體廢棄物，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了破壞。在本文中，綜合考慮了材料、能源與環(huán)保等領(lǐng)域，提出了一種綜合利用提釩廢渣來(lái)制備鋰離子電池電極材料LiFePO4和Li4Ti5O12的新方法。
　　采用鹽酸在常壓下對(duì)提釩廢渣進(jìn)行選擇性浸出，通過(guò)化學(xué)分析的方法對(duì)各浸出元素進(jìn)行滴定檢測(cè)。

2、設(shè)計(jì)進(jìn)行了正交試驗(yàn)，然后在此基礎(chǔ)上又做了單因素變量實(shí)驗(yàn)，研究了鹽酸濃度、酸渣固液比、浸出時(shí)間和浸出溫度這四個(gè)因素在不同水平下各元素的浸出率，并且確定了最佳浸出工藝:鹽酸濃度30wt％，酸渣比2.75∶1，浸出溫度100℃，浸出時(shí)間3h。在該條件下Fe的浸出率為95.69％，Mg、Mn、Ca和Al的浸出率也比較高，都達(dá)到了將近90％，Ti的浸出率為7.42％，Si幾乎不被浸出。
　　采用H3PO4選擇性沉淀浸出液制備前驅(qū)體，通過(guò)化學(xué)

3、分析測(cè)定合成前驅(qū)體中鐵和磷的比例。所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組合成最優(yōu)前驅(qū)體的鐵磷比為0.996，最接近理論值。XRD圖譜表明合成的前驅(qū)體FePO4中含有少量雜相，碳熱還原法制備含少量金屬摻雜的橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4。對(duì)比XRD圖譜發(fā)現(xiàn)，鐵磷比越接近理論值1的前驅(qū)體，制得的LiFePO4/C材料純度越高。裝配的電池在0.1C下首次放電容量為109.2mAh/g，循環(huán)性能優(yōu)異，經(jīng)過(guò)50次循環(huán)以后，容量保持率在95％以上。
　　在硫酸介質(zhì)中，采用