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應用昆山舒美超聲波技術提高廢舊鋅錳電池中錳浸出率的方法

[導讀]我國是世界上生產干電池最多的國家,約占全世界總產量的34%。其中,70%的電池為鋅錳電池。昆山市超聲儀器有限公司指出,我國每年報廢的鋅錳電池大概有60多萬噸,若能將這些報廢的電池回收利用,不僅能降低了環境污染,還可以有效地降低金屬資源的浪費

本發明的目的在于提供一種應用超聲波技術提高廢舊鋅錳電池中錳浸出率的方法,在廢舊鋅錳電池正極材料的酸浸過程中采用超聲波技術,增大固、液的接觸面積,加速 固、液界面的流動和交換,使固體顆粒表面保持高度活性,以縮短浸出反應時間,提高錳的浸出率。

具體步驟為: (1)原料預處理:首先將廢舊的鋅錳電池剖開,篩分出其正極材料;將所得的正極材 料用蒸餾水浸泡24小時后,抽濾,蒸餾水洗滌3~4次,在80 °C下干燥12小時,研磨分散后 得到預處理好的正極材料粉體。

(2)超聲波強化浸出:在三口燒瓶中加入濃度為2. 0~4. 0 mol/L硫酸溶液并置于 超聲波反應器中,三口燒瓶上分別加接機械攪拌裝置、冷凝回流裝置和溫度計,啟動機械攪 拌裝置至400 r/min,當硫酸溶液的溫度達到30~70 °C時,按濃度為2. 0~4. 0 mol/L硫酸溶 液與步驟(1)所得正極材料粉體的液固比(液體體積mL與固體質量g之比)為6~14:1的比 例向三口燒瓶中加入步驟(1)所得正極材料粉體,同時開啟超聲波(頻率45 kHz,功率40~80 W),并加入5 mL質量百分比濃度為30%的雙氧水,反應20~100分鐘后,進行固液分離得到浸出液。

實驗原材料:廢舊的南孚牌無汞鋅錳電池; 實驗儀器:超聲波清洗器(KQ2200DE)、電動攪拌機(SJB-S) 實施例1 : 超聲波功率的影響: (1)原料預處理:首先將廢舊的鋅錳電池剖開,篩分出其正極材料;將所得的正極材 料用蒸餾水浸泡24小時后,抽濾,蒸餾水洗滌3次,在80 °C下干燥12小時,研磨分散后得 到預處理好的正極材料粉體。

(2)超聲波強化浸出:在250 mL的三口燒瓶中加入30 mL濃度為3.0 mol/L硫酸 溶液并置于超聲波反應器中,三口燒瓶上分別加接機械攪拌裝置、冷凝回流裝置和溫度計, 啟動機械攪拌裝置至400 r/min,當硫酸溶液的溫度達到50 °C時,按濃度為3. 0 mol/L硫 酸溶液與步驟(1)所得正極材料粉體的液固比(液體體積mL與固體質量g之比)為10:1的 比例向三口燒瓶中加入3.0 g步驟(1)所得正極材料粉體,同時開啟超聲波(頻率45 kHz, 功率分別為40 W、50 W、60 W、70 W、80 W),并加入5 mL質量百分比濃度為30%的雙氧水, 反應60分鐘后,進行固液分離得到浸出液。


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