「电子产品回收价格」,正交法优化锂离子电池中钴的回收条件

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2020年6月11日12:40:59
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「电子产品回收价格」,正交法优化锂离子电池中钴的回收条件

「电子产品回收价格」,正交法优化锂离子电池中钴的回收条件
正交法优化锂离子电池中钴的回收条件
师蕾,马贵,郭欣
宁夏师范学院化学与化学一上程学院,宁夏固原
摘要:随着锂离子电池产量和应用的增多,废弃锂离子电池的处理己经成为一个日益迫切的问题。本文运用正交实验方法,以硫酸溶液为浸出液,分离回收废旧锂离子电池正极材料中的金属钴,通过优化因素水平以使钴离子的浸出率达到最大化·结果表明,浸出钴的最佳条件为:当硫酸的浓度/‘温度为70℃,反应时间80,固液比为50/,此条件下钴的浸出率可达到96·51%。
关键词:锂离子电池:回收:钴离子;浸出率
随着手机的广泛使用,锂离子电池的废弃量也逐年增多。锂离子电池中钴价值较高,但它是对环境有危害上海淘汰电子产品回收的有毒贵金属元素,所以对锂离子电池中钴回收工艺的研究是很有必要的2。浸出回收技术是从锂离子电池中回收钴最常见的工艺,在此工艺中最关键的是将电池中的金属从电极材料溶解浸出。本文拟采用硫酸体系来浸出废旧锂离了电池中的钅占元素,通过对硫酸浓度、浸出温度、时间和粉末电极的质量浓度等影响因素的单因素实验以及正交实验,得出了金属钴浸出的最优条件,以使钴离子的浸出率达到最大值,从而提高钴离子的回收。
1实验部分
。1仪器与原料
-25型计上海精科,95%乙醇,浓201,双氧水,氢氧化钠,草酸铵均为分析纯。废旧锂离子电池自主收集。
1.2实验方法
基金项目:宁夏回族自治区大学生创新性实验计划项目资「电子产品回收价格」助加碱沉淀钴,从而达到回收钻的目的。
1.3实验分析方法
将黑色粉末状电极材料称取0·5左右,加入6/浓盐酸,加热至沸,放置足够时间,用分光光度法测定团钴离子含量,所得标准曲线方程为:-。0982+0·0024为质量浓度/,为吸光度,通过三次平行实验测得黑色粉末中的平均钴含量为56·32%,此值将用于浸出率计算时的钴含量的理论值。本论文单因素和正交实验中钴浸出液中钴离子实际含量的测定方法同上。
1.4正交实验的设计
为了确定正交试验的因素水平,笔者首先进行了对电极材料浸出试验的单因素试验。通过设计单因素试验可以得出当硫酸的浓度3/,温度为70℃,反应时间60,固液比为40/,钴的浸出率分别最
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大,也因此确定正交实验因素水平如表1所示。
表1正交实验因素水平表
:硫酸:浸泡时:固液
:温度浓度
0乙/乙0一0丷00丷乙一丷0
40凵。一0口丷
2结果与讨论
2·1正交试验结果分析
表2钴的浸出率
实验因素实验结果
实验号硫酸浓度浸出率实际值/理论温度℃电子产品回收盈利模式时间固液比/
/浸出率%
280。0489·24
3,095.65
39,·654/08492.57
480一4093.82
490。091.18
27`1.0
280·5190/`9900/9乙46、
277·579乙489乙0乙818·5292·7391.4891电子产品的回收。78
根据正交实验设计方案,共做9次实验,试验结果如表2所小。
从正交实验结果得出值最大为2.98,最小为匚34,影响钴浸出率因素的主次顺序为,影响较大的是硫酸浓度、固液比和反应时间,反应温度的影响不显著,这可能与钴浸出时主反应经行不需要加热有关。最佳组合为233,即当硫酸的浓度’3/,温度为70℃,反应时间80,尚液比为50/?
2.2验证实验
按上述优选的最佳条件参数,称「电子产品回收价格」取3份3左右的黑色粉末电极,加603/的硫酸,然后70℃加热80,测定计算所得浸出率分别为96·32%、96.59及96.62%,次试验误差较小,稳定性较好,说明正交试验优选结果正确可靠。
本论文通过正交实验方法确定钴的最佳浸出条件为:当硫酸的浓度301/,温度为70℃,反应时间80,固液
比为50/0此时,浸出率达到96.51%。对钴浸出率影响最大的是硫酸的浓度,其次是粉末电极的质量浓度,然后是反应时间和反应温度。但因确定是最佳条件中的反应时间太长,固可作为后续实验的亻讲究重占

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