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隨著新能源汽車銷量的猛增,動(dòng)力電池退役高峰將至,磷酸鐵鋰(LEP)是目前使用最多的動(dòng)力電池材料,因此回收磷酸鐵鋰具有重要意義。一種從廢舊磷酸鐵鋰正極片(LiFePO4、導(dǎo)電石墨、鋁箔)中回收鋰的工藝流程如圖:

已知:i.廢舊磷酸鐵鋰正極片中的化學(xué)物質(zhì)均不溶于水也不與水反應(yīng)。
ii.Li2CO3在水中的溶解度隨溫度升高而降低,但煮沸時(shí)與水發(fā)生反應(yīng)。
回答下列問(wèn)題:
(1)LiFePO4中鐵元素的化合價(jià)為
+2
+2
。
(2)向堿浸后的濾液中通入過(guò)量的CO2所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:
A
l
O
-
2
+CO2+H2O=Al(OH)3↓+
HC
O
-
3
A
l
O
-
2
+CO2+H2O=Al(OH)3↓+
HC
O
-
3

(3)“氧化浸出”時(shí),保持其他條件不變,不同氧化劑對(duì)鋰的浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表,實(shí)際生產(chǎn)中氧化劑選用H2O2,不選用NaClO3的原因是
NaClO3與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生Cl2,污染生產(chǎn)環(huán)境;防止H2O2分解和鹽酸揮發(fā)
NaClO3與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生Cl2,污染生產(chǎn)環(huán)境;防止H2O2分解和鹽酸揮發(fā)
。在“氧化浸出”時(shí),適當(dāng)?shù)纳郎乜杉涌旆磻?yīng)速率,但一般不采取高溫法,其原因是
防止H2O2分解和鹽酸揮發(fā)
防止H2O2分解和鹽酸揮發(fā)
?!把趸觥睍r(shí)生成了難溶的FePO4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
2LiFePO4+H2O2+2H+═2Li++2FePO4+2H2O
2LiFePO4+H2O2+2H+═2Li++2FePO4+2H2O

序號(hào) 鋰含量/% 氧化劑 pH 浸出液Li+濃度/(g?L-1 浸出渣中Li+含量/%
1 3.7 H2O2 3.5 9.02 0.10
2 3.7 NaClO3 3.5 9.05 0.08
3 3.7 O2 3.5 7.05 0.93
4 3.7 NaClO 3.5 8.24 0.43
(4)“浸出液”循環(huán)兩次的目的是
提高鹽酸與H2O2的利用率
提高鹽酸與H2O2的利用率
。
(5)“濾渣Ⅱ”經(jīng)純化可得
+
3
F
e
PO4,流程中生成的Li2CO3、FePO4在高溫條件下與H2C2O4煅燒可得LiFePO4(已知H2C2O4有還原性),實(shí)現(xiàn)再生利用,其化學(xué)方程式為
2FePO4+Li2CO3+H2C2O4
高溫
2LiFePO4+H2O+3CO2
2FePO4+Li2CO3+H2C2O4
高溫
2LiFePO4+H2O+3CO2
。
(6)“一系列操作”具體包括水浴加熱、
趁熱過(guò)濾
趁熱過(guò)濾
、洗滌、干燥。

【答案】+2;
A
l
O
-
2
+CO2+H2O=Al(OH)3↓+
HC
O
-
3
;NaClO3與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生Cl2,污染生產(chǎn)環(huán)境;防止H2O2分解和鹽酸揮發(fā);防止H2O2分解和鹽酸揮發(fā);2LiFePO4+H2O2+2H+═2Li++2FePO4+2H2O;提高鹽酸與H2O2的利用率;2FePO4+Li2CO3+H2C2O4
高溫
2LiFePO4+H2O+3CO2↑;趁熱過(guò)濾
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:10引用:2難度:0.7
相似題
  • 1.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì))。用該燒渣制取藥用輔料-紅氧化鐵的工藝流程如下:

    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     
    。
    (2)“酸浸”時(shí)間一般不超過(guò)20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng),溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示)。
    (3)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
     
    。
    (4)煅燒A的反應(yīng)方程式是
     

    (5)ag燒渣經(jīng)過(guò)上述工藝可得紅氧化鐵bg。藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于
     
    (用含a、b的表達(dá)式表示)。

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:30引用:1難度:0.5
  • 2.我國(guó)青藏高原的鹽湖中蘊(yùn)藏著豐富的鋰資源,已探明的儲(chǔ)量約三千萬(wàn)噸,碳酸鋰制備高純金屬鋰的一種工藝流程如圖。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ?。?br />

    發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:26引用:2難度:0.9
  • 3.查閱資料:CaO、MgO在高溫下與C難反應(yīng),但能與SiO2反應(yīng).硫鐵礦燒渣是一種工業(yè)廢渣(含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)),該燒渣可用于制取氧化鐵,具體化工生產(chǎn)工藝流程如下:

    (1)焙燒時(shí)產(chǎn)生的主要有害氣體是
     

    (2)若在空氣中“酸浸”時(shí)間過(guò)長(zhǎng),溶液中Fe2+含量將下降,其原因是:
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開(kāi)始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應(yīng)小于
     
    ,檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     
    (除KSCN外).
    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
     

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.1
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