酸化焙烧法回收锂离子电池正极材料中有价金属的研究

【摘要】本文论述了废旧锂离子电池资源化回收利用的研究现状与进展,目前主要有湿法回收、火法回收、钴酸锂的原位修复及利用废LiCoO2制备其他物质四种回收处理方法,并总结了现有各种回收技术所存在的优缺点。根据硫酸氢钾、焦硫酸钾加热到一定的热离解温度时能够发生离解反应并生成S03气体,并且这些化合物能够与一些金属氧化物(如A1203)通过共熔后生成可溶于水的硫酸盐的性质,提出采用酸化配烧法回收废旧锂离子电池正极材料中有价金属的回收方法,并以此开发了由低温酸性焙烧、水浸出和沉淀工序组成的从废LiCoO2中回收有价金属的技术。采用TG-DSC-MS、XRD、SEM、EDS等方法对实验所用原材料焦硫酸钾、硫酸氢钾、锂离子电池正极材料钴酸锂及其混合物的热分解行为,给定条件下及不同焙烧温度下Co、K、O、S元素在焙烧产物中所处的物态、化合物种类和形式等赋存状态的研究,对焙烧产物剖面元素的组成、含量、分布进行研究。失效锂离子电池经过放电、拆解、碱浸、过滤、烘干后得到含有粘接剂的正极材料粉末,经高温焙烧脱除粘接剂后得到含有少量C0304的LiCoO2的正极废料。按照n(Co):n(S)摩尔比1：3的比例,将K2S2O7/KHSO4与LiCo02混合物研磨均匀,在马弗炉中不同焙烧温度下恒温焙烧0.5h,混合物由原来的黑色变为红褐色。当焙烧温度低于200℃时,仅发生吸附水的物理脱附,混合物的总质量、产物形貌及相组成无明显变化,仍能观测到明显的晶粒轮廓。随着焙烧温度的升高,产物形貌开始出现团聚现象,块状物表面有颗粒状物质析出,且在400℃～500℃时检测到S02、02气体。相组成逐渐变为KLiSO4.K2Co2(SO4)3、K2SO4,当焙烧温度达到600℃时,K2S04的衍射峰消失,只出现K2Co2(SO4)3、KLiSO4的衍射峰,这是元素K与元素Li、Co在高温作用下形成复合硫酸盐的结果。K、Co、S、O元素在焙烧产物呈弥散状态均匀分布。
【作者】李辉辉；
【导师】王大辉；
【作者基本信息】兰州理工大学，有色金属冶金，2014，硕士
【关键词】LiCoO2；酸化焙烧；回收；锂离子电池；

【参考文献】
[1]李雁晨.四川SY眼镜有限公司基本竞争战略研究[D].西南交通大学,工商管理,2003,硕士.
[2]林建欢.轴向挤压圆盘式电流变传动机构的设计与研究[D].华侨大学,机械制造及其自动化,2004,硕士.
[3]梁赫.企业考勤系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[4]詹骁.智利学生汉字学习策略的调查研究[D].安徽大学,汉语国际教育,2014,硕士.
[5]周群.1994—2003年信息资源管理研究进程及发展趋势[J].图书情报工作,2004,11:115-118.
[6]袁斯日古楞.科尔沁蒙古族文化旅游业发展研究[D].内蒙古师范大学,中国少数民族经济,2013,硕士.
[7]郭盛磊,阎秀峰,白冰,于爽.落叶松幼苗碳素和氮素的获取与分配对供氮水平的响应(英文)[J].植物生态学报,2005,04:550-558.
[8]王玉镯.甘肃省青少年中长跑后备人才培养现状研究[D].西北师范大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[9]吉根林,孙志挥.一种基于可信度最优的数量关联规则挖掘算法[J].东南大学学报(自然科学版),2001,02:31-34.
[10]王雅楠.远程网络虚拟电子实验平台的设计与实现[D].西北师范大学,电子与通信工程,2013,硕士.
[11]陈艳玲.基于复合纳米材料的电化学和电致化学发光传感平台的构建[D].福州大学,2011.
[12]左腾.M2型巨噬细胞对大肠癌SW620上皮—间质转化的影响[D].辽宁医学院,外科学,2012,硕士.
[13]黄秋凯.600W高压钠灯调光型电子镇流器研究[D].浙江大学,电力电子与电力传动,2004,硕士.
[14]潘国成.损伤控制复苏中增加血浆输注对失血性休克肺损伤的作用研究[D].燕山大学,化学工程,2014,硕士.
[15]孙强.应用于压缩式环卫车的单轴并联式混合动力总成匹配技术研究[D].山东大学,热能工程,2014,博士.
[16]李雅滨.我国个人网络募捐行为的法律规制[D].中南民族大学,经济法学,2013,硕士.
[17]秦杨.基于梯度理论的重庆市区域科技发展差异及对策分析[D].重庆大学,工业工程,2014,硕士.
[18]张脂平.因子分析算法的研究及其在Web文本特征提取中的应用[D].福州大学,2005.
[19]彭星.对外汉语初级阶段介词搭配的偏误分析及对策[D].湖南师范大学,对外汉语,2013,硕士.
[20]涂国营.二维石墨烯和C_(60)电子输运性质的量子化学研究[D].兰州大学,2010.
[21]黄昌.基于遥感和GIS的河漫滩洪水淹没分析与建模方法研究[D].华东师范大学,地图学与地理信息系统,2014,博士.
[22]邓岚.矿井水微絮体形成的分形特征及其在过滤中的应用研究[D].辽宁工程技术大学,环境工程,2011,硕士.
[23]曹玲燕.基于模糊层次分析法的互联网金融风险评估研究[D].中国科学技术大学,管理科学与工程,2014,硕士.
[24]张聪.基于PIV技术的水平管油水两相流流速测量方法研究[D].燕山大学,电子与通信工程,2014,硕士.
[25]蔡英.具有良好自相关性的二元伪随机序列[D].北京交通大学,2009.
[26]杜鹏.多元音乐风格的交融—塞缪尔·巴伯的《钢琴奏鸣曲Op.26》[D].星海音乐学院,音乐表演,2013,硕士.
[27]孔令辉.中温固定点黑体辐射源研制及性能评价[D].成都理工大学,核技术及应用,2013,硕士.
[28]吴頠,赵强,王贵欣,张红兴,闫康平.碳纳米管传感器在危化品检测方面的研究进展[J].化学传感器,2011,04:28-38.
[29]吴兵.基于精确单元的刚架结构自由振动分析与优化设计[D].华南理工大学,结构工程,2014,硕士.
[30]童军.基于情感计算的学习工具设计[D].首都师范大学,教育技术学,2014,硕士.
[31]王怿晨.移动互联网应用网络传输性能优化策略研究[D].郑州大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[32]于淼.离子液体与等离子体共同作用下甲烷无氧偶联研究[D].大连大学,物理化学,2012,硕士.
[33]张丽娜.农产品期货价格信息传导机制研究[D].长春工业大学,国际贸易学,2013,硕士.
[34]叶玲.无线传感器网络环境下基于卡尔曼滤波器的精确时间同步协议研究[D].西南大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[35]朱小四.某化工企业现场施工质量改进研究[D].天津大学,项目管理,2013,硕士.
[36]李江平.中国金融危机防范研究[D].陕西师范大学,国民经济学,2004,硕士.
[37]王永伟.基于新型扩散阻挡层铜互连图形结构的化学机械抛光[D].复旦大学,微电子学与固体电子学,2012,硕士.
[38]贺笑春,国宾,丛琴,张波,高明军,马兴法,李光.聚合物对ZnO纳米片与石墨烯的辅助堆积及其有机-无机纳米复合材料的性能研究[A].中国化学会.中国化学会第29届学术年会摘要集——第30分会：低维碳材料[C].中国化学会:,2014:1.
[39]李忠三,雷俊卿,林道锦.嘉绍大桥钢箱梁悬臂拼装截面变形分析[J].桥梁建设,2014,01:31-36.
[40]王巳元.城市化的困境与路径选择研究[D].浙江工商大学,行政管理,2013,硕士.
[41]贺晓丽.大班幼儿守恒能力的发展及教学建议[D].河北大学,学前教育学,2014,硕士.
[42]任帅.应力对石墨烯中量子反常霍尔效应的影响[D].河北师范大学,2013.
[43]王熙龙.穴位埋线法治疗混合痔术后疼痛的临床研究[D].南方医科大学,针灸推拿学,2012,硕士.
[44]高环宇.稀土掺杂NaGdF_4纳米颗粒的合成及其在生物分析中的应用[D].东北大学,分析化学,2010,硕士.
[45]WANYu-Chai,LIUXia-Bi,HANFei-Fei,TONGKun-Qi,LIUYu.OnlineLearningofBinaryClassifiersforImprovingGoogleImageSearchResults[J].自动化学报.
[46]马佩选.是什么原因影响了葡萄酒产品的质量[J].监督与选择.2004(07)
[47]胡成亚.初中生逆商的现状分析及逆商培养的对策研究[D].苏州大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[48]陈裕明,李晶,唐湘蓉,张海燕.最小时间两点射线追踪[J].石油地球物理勘探,2002,05:455-459.
[49]胡庆瑞.高性能砼用矿物掺合料——MASAC的应用[J].基建管理优化.2006(04)
[50]吴小艳.普罗科菲耶夫《第三钢琴协奏曲》结构研究[D].西南大学,音乐与舞蹈学,2013,硕士.