废旧锂电池中贵重金属的回收与再利用 - 图文(6)

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4 结论

本文主要研究了废旧钴酸锂电池中各种成分的回收，确定了回收的工艺流程，并用回收得到的物质再次合成了钴酸锂作为正极材料。

4.1 主要工艺流程

第一部分：废电池的前期处理

为了避免因拆解不当而引起的事故，拆解之前将废旧电池放到1.5mol/LNaCl溶液。 第二部分：有价金属的分离与回收工艺

（1）碱浸工艺的研究；（2）沉铝工艺的研究；（3）酸浸工艺的研究；（4）沉钴工艺的研究；（5）沉锂工艺的研究。

对于碱浸工艺，用1.5mol/LNaOH溶液当为最佳溶解浓度；沉铝工艺，将溶液的pH值控制在5.2左右，使Al3+完全沉淀；酸浸工艺中，用2.0 mol/LHCl溶液当为最佳酸浸浓度；沉钴工艺，溶液pH控制在8.5以上，将钴离子完全沉淀。沉锂工艺时，利用Li2CO3微溶于水，但在乙醇与丙酮中却不溶的这一性质，为使Li+尽量沉淀完全。 第三部分：回收产物的重新利用

（1）碳酸钴制备工艺；（2）四氧化三钴制备工艺；（3）钴酸锂的工业制备工艺。 对于碳酸钴的制备，一定要控制好Co3O4前驱体CoCO3的粒度在22~23μm之间。才能使Co3O4的D50粒度在18.4~19.5μm之间，以保证CoCO3的粒度满足工艺要求。 四氧化三钴的制备工艺中，确保Co3O4的D50粒度在18.4~19.5μm之间。

钴酸锂的工业制备工艺要注意合成钴酸锂的实验条件：选用的锂盐，温度和时间。实验测得，700~800℃的马弗炉中高温煅烧2~3h 的条件下合成钴酸锂是最合适的。

4.2 各工艺的最佳条件

（1）废电池预处理工艺：采用1.5mol/LNaCl溶液放电； （2）碱浸工艺：1.5mol/LNaOH溶液当为最佳溶解浓度；

（3）沉铝工艺：将溶液的pH值控制在5.2左右，使Al3+完全沉淀； （4）酸浸工艺：用2.0 mol/LHCl溶液当为最佳酸浸浓度； （5）沉钴工艺：溶液pH控制在8.5以上，将钴离子完全沉淀；

（6）碳酸钴粒以及四氧化三钴度的粒度分别控制在22~23μm、18.4~19.5μm之间。

4.3主要工艺流程图

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废旧锂电池

回收利用 回收利用 NaCl溶液浸泡2~3h（放电）

拆解电池

负极、塑料、外壳等 正 极 回收 NaOH溶液碱浸

滤 渣 含铝溶液

HCl溶液酸浸 HCl溶液调pH至5.2左右 过滤 过滤后取滤液

NaCl溶液 Al(OH)3沉淀

含Li+ 溶液 Co(OH)2沉淀 回收

HCl溶液溶解 加Na2CO3溶液

加热浓缩 CoCl2溶液 NH 4HCO 溶液 3 反应 加无水乙醇 过滤 CoCO3固 高温煅烧 过滤 NaCl溶液 Li2CO3固体 Co3O4固体

正极材料Li2CoO2

图14 废旧锂电池回收及利用工艺流程图

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参考文献

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致 谢

时光匆匆，不知不觉中又到了离开校园的季节，回想大学的生活少不了酸甜苦辣，和同学一起度过的欢乐一起讨论学习的时光也将成为记忆。到这里虽然只有四年的时间，但我不论在思想、生活、学习上都得到了很大的成长，我要感谢同学和老师在学习和生活中对我的帮助，这四年是充实的四年，在以后的日子里这将是一段美好并值得怀念的记忆。

在此我要特别感谢在我的论文写作过程中给我提供支持和帮助的导师吴锋景! 本论文研究工作从选题的完成、实验方案的确立到论文的撰写定稿过程，无不倾注着导师的心血。导师渊博的学识、敏锐的洞察力、锐意创新的科学精神、高尚的学术品德、严谨的治学态度、活跃的学术思路以及诲人不倦的学者风范让我的求学之路充满了鞭策、启迪和鼓舞。导师将影响我一生的工作和学习生涯，导师对我的论文工作给予了极大的支持和指导，衷心感谢导师给予我在论文期间的工作上和生活上无微不至的关怀。师恩如海，衔草难报，导师多年来对我的悉心教诲将使我受益终生，在此论文完成之际，谨向恩师吴锋景致以崇高的敬意和衷心的感谢!并诚挚的祝愿恩师工作顺利，身体健康，阖家幸福！

在这里还要感谢班上多名同学的帮助，他们在我的论文研究中给予了许多不可或缺的帮助。对我的关心使我终身难忘。

再者感谢我的家人，在我的求学路上，是他们为家庭的默默付出和对我的支持，使我得以全身心的追求学业的进步。感谢我年迈的父母亲，亲情让我在漫长的求学道路上不感到孤单和疲倦，父母亲是我永远的牵挂和眷念，我将更加努力工作和学习，努力创新，回报企业、师长、社会。

最后，再次感谢湖南工程学院化学化工学院对我的培养!衷心的感谢在百忙之中抽出时间评论论文和参加答辩的博士、教授及相关学者。

夏 靖

2015年6月

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