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:AlO-2+CO2+H2O=Al(OH)3↓+HCO-3AlO-2+CO2+H2O=Al(OH)3↓+HCO-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+2H2O2LiFePO4+H2O2+2H+═2Li++2FePO4+2H2O。
A
l
O
-
2
HC
O
-
3
A
l
O
-
2
HC
O
-
3
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 |
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
2FePO4+Li2CO3+H2C2O4
2LiFePO4+H2O+3CO2↑
高溫 |
2FePO4+Li2CO3+H2C2O4
2LiFePO4+H2O+3CO2↑
。高溫 |
(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。【考點(diǎn)】物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用.
【答案】+2;+CO2+H2O=Al(OH)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
2LiFePO4+H2O+3CO2↑;趁熱過(guò)濾
A
l
O
-
2
HC
O
-
3
高溫 |
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:10引用:2難度:0.7
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(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
(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)不低于發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:30引用:1難度:0.5 -
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(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:
(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
(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