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基于 NaHSO4·H2O 硫酸化焙烧和水浸出的废 LiMn2O4 阴极材料的金属回收
Journal of Sustainable Metallurgy ( IF 2.5 ) Pub Date : 2022-03-28 , DOI: 10.1007/s40831-022-00519-7
Zhenning Liu 1 , Dahui Wang 1 , Pingping Hu 1 , Huaijing Chen 2 , Xiaofang Zhou 3
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更新日期:2022-03-28
Journal of Sustainable Metallurgy ( IF 2.5 ) Pub Date : 2022-03-28 , DOI: 10.1007/s40831-022-00519-7
Zhenning Liu 1 , Dahui Wang 1 , Pingping Hu 1 , Huaijing Chen 2 , Xiaofang Zhou 3
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废弃物的再利用有助于缓解自然资源快速消耗对经济可持续发展的压力。本文研究了一种从废LiMn 2 O 4正极材料中回收Li和Mn的新工艺。将LiMn 2 O 4与NaHSO 4 ·H 2 O按一定质量比混合并焙烧,焙烧产物用去离子水浸出。通过热重分析、差示扫描量热法、X射线衍射、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜研究了焙烧过程中的化学变化。焙烧后,Li以LiNaSO 4的形式存在,而Mn的形态受混合物中NaHSO 4 ·H 2 O含量的影响。在相应的温度范围内,LiMn 2 O 4与NaHSO 4 ·H 2 O之间的化学反应可以自发进行。在反应过程中,在II和IV阶段会发生以下反应:NaHSO 4 ⋅H 2 O → NaHSO 4 + H 2 O(g),Na 2 S 2 O 7 → Na 2 SO 4 + SO 3 (g)以及不同金属氧化物与 SO 3的反应,它们的平均活化能分别为153.07 kJ/mol和533.81 kJ/mol,限制环节为三维扩散。焙烧产物用去离子水浸出,Li、Mn元素的提取率随着混合质量比的降低而增加,当LiMn 2 O 4与NaHSO 4 ·H 2 O的质量比为1:1.07时,焙烧温度为873 K,焙烧时间为0.5 h,在水浸温度333 K的条件下,Li和Mn的提取率分别为96.6%和9.7%。
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