規(guī)范、科學(xué)處置廢舊鋰離子電池具有重要的環(huán)保意義和經(jīng)濟價值。廢舊鋰離子電池的正極材料主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等,處理該廢料的一種工藝流程如圖所示。
已知:①LiCoO2難溶于水。
②相關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH如表所示。
|
Fe3+ |
Fe2+ |
Co2+ |
開始沉淀的pH |
2.7 |
7.6 |
7.0 |
沉淀完全的pH |
3.7 |
9.6 |
9.0 |
③Li
2CO
3的溶解度(S)隨溫度(T)的變化曲線如圖所示。
(1)“放電處理”有助于鋰元素在正極的回收,電池放電時的總反應(yīng)為Li
xC
y+Li
1-xCoO
2=LiCoO
2+C
y,則此時正極的電極反應(yīng)式為
Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2
Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2
。
(2)“堿溶”所得濾液中大量存在的陰離子為OH
-和
。
(3)為提高“酸溶”的速率,可采取的措施有
攪拌、適當升溫、適當增大硫酸或雙氧水的濃度
攪拌、適當升溫、適當增大硫酸或雙氧水的濃度
(任寫一條)。
(4)“酸溶”過程中所用H
2O
2的量遠高于理論用量,原因為
溶液中的Fe3+能催化分解H2O2或H2O2受熱分解
溶液中的Fe3+能催化分解H2O2或H2O2受熱分解
;若用濃鹽酸代替H
2SO
4和H
2O
2的混合液,產(chǎn)生的問題是
Cl-被氧化為Cl2,污染空氣
Cl-被氧化為Cl2,污染空氣
。
(5)“調(diào)pH”時,用氨水調(diào)節(jié)pH的范圍為
3.7≤pHH<7.0
3.7≤pHH<7.0
。
(6)“沉鈷”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑
CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑
。
(7)“沉鋰”后,洗滌所得Li
2CO
3沉淀要使用
熱水
熱水
(填“熱水”或“冷水”),理由為
Li2CO3在較高溫度下溶解度小,用熱水洗滌可減少Li2CO3的損耗
Li2CO3在較高溫度下溶解度小,用熱水洗滌可減少Li2CO3的損耗
。