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废旧钴酸锂电池粉料中含有许多贵重金属元素,回收粉料中的金属可变废为宝。本文综合回收利用废旧钴酸锂电池中含有的金属铝、铜、钴。主要研究内容如下。(1)废旧钴酸锂电池粉料除铝及回收铝工艺研究。氢氧化钠溶液对粉料进行二级逆流浸出,考察浸出时间、温度、氢氧化钠浓度、液固比对铝浸出的影响。实验得出最优条件为反应时间为120 min,反应温度为70℃、氢氧化钠的浓度为28 g/L,液固比12﹕1(mL/g)。二级浸出后可将93%以上的铝浸出,在一级浸出的溶液中考察沉淀pH值对氢氧化铝沉淀的影响。在一级碱浸的浸出液沉淀氢氧化铝pH值为7较佳。(2)碱浸后的粉料浸出钴、铜有价金属工艺研究。考察酸的浓度、浸出温度、浸出时间、液固比对粉料中钴浸出的影响。实验得出较佳浸出条件为温度为85℃、时间105 min、硫酸浓度3.5 mol/L、液固比为20﹕1(mL/g)。在该条件下二级浸出后可将95%以上的Co浸出,76%以上的Cu浸出。动力学分析钴的浸出过程,准二级动力学模型线性拟合相关系数R2=0.997,二级反应动力学速率常数k2=0.003 L/(g.min)。(3)AD100萃取剂回收铜的工艺研究。考察有机相与水相的体积比(O/A)、震荡时间、浸出液pH值、AD100萃取剂浓度对萃取铜的影响。实验得出在有机相与水相的体积比(O/A)为1、震荡时间为5 min、浸出液pH值为2.0、AD100萃取剂浓度为30%。三级萃取后可将浸出液中99%以上的铜萃取。考察有机相与水相的体积比(O/A)、H2SO4浓度对反萃的影响。反萃实验结果得出有机相与水相的体积比(O/A)为1、H2SO4浓度为2.7 mol/L。三级反萃可将有机萃取剂溶液中99%的铜反萃到硫酸溶液中。(4)萃取铜后的溶液回收钴工艺研究。溶液二次除铝杂质,碳酸氢铵可除去98%以上的铝杂质。二次除铝后的溶液回收钴工艺研究,考察C2O42-与Co物质的量比、沉淀pH值、沉淀温度、沉淀时间对钴沉淀的影响。实验得出较佳的沉淀C2O42-与钴物质的量比为1.2、pH值为2、温度为55℃,时间为55 min,草酸铵可沉淀96.2%的钴。对钴的沉淀过程进行沉淀反应级数分析,沉淀过程可视为二级反应模型。