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干货丨废旧钴酸锂材料中有价元素收受接收运用的萃取法

编辑:[db:作者] 时间:2024-08-25 07:39:41

方案剖析

萃取法是通过向浸出液中加入某种有机溶剂选择性地分离 Co、Li、Ni有价金属,该方法具有回收率高、条件温和、能耗低、产品纯度高的特点,可较好地回收废旧电池浸出液中金属离子,个中萃取剂是较为主要的影响成分,常用萃取剂有 P507、Cyanex272、AcorgaM5640 等,见表1-11。

干货丨废旧钴酸锂材料中有价元素收受接收运用的萃取法

萃取剂 P507,或称 PC88A,可以有选择性地萃取 Co(Ⅱ),分离 Li(Ⅰ) 、Ni(Ⅱ)。
通过进行浸出液中Co、Li萃取分离试验,采取 P507 从浸出液中单级萃取Co,最佳萃取条件(摩尔比)为萃取剂P507∶磺化石油∶TBP=2.5 ∶7 ∶0. 5、pH=3.5、水油比为1∶2、皂化率为 70%、萃取韶光为10min。
选取草酸进行反萃,反萃条件为草酸质量浓度 3%、温度40℃ ,末了烘干得到草酸钴,纯度达到98. 4%,钴回收率可达99%,萃余液选用饱和碳酸钠制得碳酸锂,纯度为 99.3%,锂回收率可达 98%。

而Cyanex272作萃取剂,在pH=5~6,萃取剂/Co摩尔比为4条件下,可实现Co和 Li较好的分离,若浸出液中有Mn(Ⅱ)存在,Cyanex272对Co(Ⅱ)选择性变差,为此,需采取D2EHPA 先将Mn(Ⅱ)提取,而后再进行Co和Li萃取分离。
比拟萃取剂Cyanex301、D2EHPA、Cyanex272、Alamine336、TOA对钴的萃取效果,创造 Cyanex301比较D2EHPA、Cyanex272萃取效果更好,且浓度降落有助于钴萃取率的提升,

同时,萃取剂TOA在酸性环境下的萃取效果更好。
为肃清 Al、Fe、Cu等杂质离子对选择性萃取Co影响,预先萃取除杂同样得到研究。
选用稠浊萃取剂分离Al、Fe、Cu等杂质,采取 7%Ionquest801+2%AcorgaM5640作萃取剂,在水油比为1∶ 1、温度为 22℃条件下,Al、Fe、Cu同时萃取出,而后用15%Cyanex272 在 pH=5. 5~6. 0 下萃取 Co 分离 Li,末了得到较纯的钴、锂产品。

同样进行废旧锂离子电池浸出液预先萃取除杂研究,废旧锂离子电池正极材料经3. 0mol/L硫酸和1. 6mL/gH2O2体系在温度70℃ 、韶光2.5h条件下,浸出液中含有杂质铜、锰、镍,为此,采取D2EHPA优先萃取铜和锰,再用PC-88A萃取除镍,末了采取沉淀回收钴。
并确定最优条件为D2EHPA、PC-88A的皂化率分别为 20%、30%,磺化石油体积分数为 70%,O/A比为1∶1,D2EHPA 萃取pH值为 2.6~2.7,PC-88A 萃取 pH 值为 4. 25。
有学者同样对废旧锂离子电池正极材料浸出液中钴、锂优先除杂再回收钴、锂进行研究,浸出液中含有铜、锰、镍等杂质离子,采取萃取或沉淀办法依次撤除。

首先,采取 Mextral-5640H 作萃取剂,在萃取剂体积分数为10% ,O∶A = 1∶2,平衡 pH 值为1.94,萃取韶光为5min,温度为25℃条件下,铜萃取率可达到100%,除铜后再采取高锰酸钾沉淀除锰,高锰酸钾浓度为0. 5mol/L,pH 值掌握在 2.0,MRMK=2.0,温度为 25℃ ,锰的沉淀率可以达到99. 2%。
而后,采取新型钴的萃取剂 Mextral-272P 进行钴的回收,创造选取萃取剂体积分数为20%,O∶A= 1∶2,平衡 pH值为4.5,萃取韶光为 5min,温度为25℃条件下,钴萃取率可达到97.8%,同时,经三级逆流萃取,钴的萃取率可以达到99%,末了经稀硫酸反萃得到钴。

萃取法常用的溶剂多为有机溶剂,其运用广泛、技能较为成熟,但有机溶解具有一定环境危害,有悖于发展绿色环境友好型工艺过程,为此,溶液两相体系萃取得以提出并研究。
通过溶液两相体系从废旧锂离子电池浸出液中选择性的分离回收铜和钴的实验,分别采取L64+Na2SO4+H2O和L64+C6 H5 Na3O72H2O+H2O作溶剂,PAN、Cyanex272、1N2N 作萃取剂,比拟创造,选用 L64 +Na2SO4 +H2O 作溶剂、PAN作萃取剂,pH=6.0,可以选择性分离铜,分离系数Cu/Co= 5.38105,而后经稀硝酸搅拌可有效地反萃铜,溶液两相体系中紧张由无毒、不易燃乃至可生物降解或回收的溶液作溶剂,比较于传统有机溶剂,具有绿色环保特色,值得研究用于替代传统萃取过程。

来源:北京冶金工业出版社

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