廢舊鈦酸鋰電極材料中鈦和鋰回收利用研究.pdf

1、鈦酸鋰(Li4Ti5O12)電池因具有高穩(wěn)定性、高安全性、充電快和高強(qiáng)度電流等優(yōu)點(diǎn)而逐漸取代傳統(tǒng)的鋰離子電池，開始應(yīng)用于新能源汽車和電動(dòng)摩托車等領(lǐng)域。除此之外，鈦酸鋰電池在輔助電網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)和許多軍事領(lǐng)域中也得到了應(yīng)用。如果不對(duì)其進(jìn)行資源二次利用，大量的廢棄鈦酸鋰電池勢(shì)必會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。
　　本文提出了一種從廢舊鈦酸鋰電池中回收鈦和鋰并制備成納米二氧化鈦的有效方法。在集流體的預(yù)處理過程中，用氫氧化鈉溶解鋁并在400℃煅燒以除

2、去其中碳和粘結(jié)劑。剩下的廢舊鈦酸鋰采用硫酸和雙氧水浸出，考察了硫酸和雙氧水濃度、浸出溫度等因素對(duì)浸出率的影響。然后，研究了伯胺萃取劑N1923對(duì)浸出液中鈦選擇分離效果。最后，使用尿素和十二烷基苯磺酸鈉，采用均相沉淀法制備納米二氧化鈦。
　　在浸出實(shí)驗(yàn)中，雙氧水的加入對(duì)加速鈦酸鋰的溶解非常關(guān)鍵。同時(shí)，浸出時(shí)間對(duì)浸出率的影響也很顯著?；趯?shí)驗(yàn)研究，在4 mol/L硫酸、20 vol.％雙氧水、4小時(shí)、80℃和固液比為0.025 g/m

3、L條件下，鈦和鋰的浸出率達(dá)到最大，分別為98％和97％。萃取實(shí)驗(yàn)研究表明，在萃取劑濃度為30 vol.％，相比O/A=2，萃取時(shí)間為10分鐘的條件下，鈦的萃取率可達(dá)到98.8％，而鋰的萃取率只有1.4％，而溫度對(duì)萃取效果的影響可以忽略。在室溫條件下，載荷有機(jī)相中的鈦可以用2 mol/L硫酸有效剝離，剝離率達(dá)到98％。通過蒸發(fā)濃縮，萃余液中鋰離子濃度由0.74 g/L增加至1.11 g/L，然后滴加飽和碳酸鈉溶液沉淀其中的鋰生成碳酸鋰，鋰