研究了在超聲作用下檸檬酸作為浸出劑對廢舊鋰離子電 池中鈷的浸出行為。分析并討論了超聲時間、檸檬酸濃度、還原 劑用量、固液比、超聲波功率等工藝參數(shù)對鈷浸出率的影響,以 期為廢舊鋰離子電池中鈷的工業(yè)化回收再利用提供思路。氧水等,均為分析純。實驗用水為純水。實驗用主要儀器有: TAS-990 型原子吸收分光光度計,北京普析通用儀器有限責任公 司;KQ-400KDB 型數(shù)控超聲波清洗器,昆山市超聲儀器有限公 司;FA1004 型精密電子天平,上海衡際科學儀器有限公司; SHZ-D(Ⅲ)型循環(huán)水式真空泵,鞏義市予華儀器有限公司;SX2-12 型箱式電阻爐,上海一恒科學儀器有限公司。
除了添加檸檬酸外,還原劑用量(H2O2,vol%)在浸出過程中 也起著重要作用,因為較高價態(tài)的 Co(III)可以通過還原劑轉(zhuǎn)變?yōu)? 更容易與陰離子螯合的低價的 Co(II),從而大大提高浸出效率。 固液比為 20 g/L,超聲功率 為 320 W,超聲時間 60 min 的條件下,還原劑用量對鈷浸出率的 影響。從圖中可以看出,隨著還原劑用量增加到 4 vol.%H2O2,鈷 的浸出效率也穩(wěn)步上升,但是從 4 vol.%增加到 6 vol.%過程中, 鈷的浸出率變化不大,因此,本實驗選用的最佳浸出還原劑量為 4 vol.%H2O2。隨著檸檬酸濃度的增加,廢舊鋰離子電池中鈷 的浸出率也逐漸增加,當檸檬酸濃度為 2 mol/L 時,鈷的浸出率 達到 86.85 %。但是當有機酸濃度繼續(xù)增加至 2.5 mol/L 和 3 mol/L 時,鈷的浸出率反而出現(xiàn)略微下降。這可能是因為檸檬酸初始濃 度過高則會導致浸出液中還存在大量剩余氫離子,這將抑制檸檬 酸陰離子的生成,進而影響金屬離子與檸檬酸陰離子之間的配位 結(jié)合,不利于酸浸過程繼續(xù)進行。因此,本實驗選用 2 mol/L 的 檸檬酸作為廢舊鋰離子電池中鈷浸出試驗的浸出液。