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废旧磷酸铁锂粉料综合回收中试研究

化工学报 2024年第6期75卷 2353-2361页

作者：江洋彭长宏陈伟周豪马忠彬李洪博邱在容张国鹏周康根中南大学冶金与环境学院湖南长沙410083 智亮新材料股份有限公司广西南宁530300

为研究废旧磷酸铁锂粉料(LFP/C)经高温煅烧-中和沉淀除杂后实现电池级磷酸铁和碳酸锂综合回收的效能,以氟/铝含量较高的废旧LFP/C为对象,构建了年处理规模为500 t的中试平台,从工艺稳定性、产品性能表征、初步经济评估及二次废渣再利用... 详细信息

为研究废旧磷酸铁锂粉料(LFP/C)经高温煅烧-中和沉淀除杂后实现电池级磷酸铁和碳酸锂综合回收的效能,以氟/铝含量较高的废旧LFP/C为对象,构建了年处理规模为500 t的中试平台,从工艺稳定性、产品性能表征、初步经济评估及二次废渣再利用等角度进行研究。结果显示,通过此法可实现高于85.63%铝去除和94.70%钛去除,除铝液中铁铝质量比由203增加至1077,为废旧LFP/C综合回收奠定基础。所制备的FePO_(4)及Li_(2)CO_(3)符合电池级标准,再生的LFP/C正极材料在0.1 C条件下首次充放电库仑效率可达95.2%,1 C条件下经过250圈循环后容量保持率达97.1%,展现出较好的电化学性能。此外,经济评估进一步凸显了该工艺在经济和环境效益方面的优越性。

关键词：废旧磷酸铁锂前体电化学性能中试规模经济分析

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硫酸法钛白铁资源综合利用现状及展望

有色金属科学与工程 2023年

作者：邱在容彭长宏周康根陈伟中南大学冶金与环境学院

硫酸法生产钛白粉过程中会产生含大量铁资源的副产七水硫酸亚铁渣和废酸，每产生1 t钛白粉约会产生5.0 m3游离硫酸和4.0 t副产硫酸亚铁，这两种废物中的铁资源具有高利用价值。目前，仅有少部分七水硫酸亚铁渣得到了综合利用，其余以堆... 详细信息

硫酸法生产钛白粉过程中会产生含大量铁资源的副产七水硫酸亚铁渣和废酸，每产生1 t钛白粉约会产生5.0 m3游离硫酸和4.0 t副产硫酸亚铁，这两种废物中的铁资源具有高利用价值。目前，仅有少部分七水硫酸亚铁渣得到了综合利用，其余以堆存方式处置，废酸则是以石灰中和处理为主导工艺，不仅造成大量铁资源的浪费，还存在严重的环境风险。本文基于硫酸法钛白铁资源总量及其分布特性，明确了铁基资源利用是制约其清洁生产的瓶颈，提出了将钛铁矿中铁资源用于制备电池级磷酸铁和铁系颜料的新思路，以实现钛白废酸和副产硫酸亚铁渣的高值化利用，并对其可行性进行了系统分析。

关键词：硫酸法钛白铁资源电池级磷酸铁铁系颜料

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白钨矿焙烧转料的氢氧化钠浸出动力学研究

稀有金属 2022年第7期46卷 926-934页

作者：何德文李俊杰周康根陈伟龚丹丹中南大学冶金与环境学院湖南长沙410083 江西理工大学资源与环境工程学院江西赣州341099

中国的钨矿种类以白钨矿为主,黑白混合钨矿与黑钨矿为辅,白钨矿虽储量丰富,但传统的白钨冶炼工艺冶炼难度大、成本高且环境污染严重。为此,提出了一种“氯化镁焙烧—氢氧化钠浸出”绿色环保新工艺。为进一步明确焙烧矿碱浸工序的反应机... 详细信息

中国的钨矿种类以白钨矿为主,黑白混合钨矿与黑钨矿为辅,白钨矿虽储量丰富,但传统的白钨冶炼工艺冶炼难度大、成本高且环境污染严重。为此,提出了一种“氯化镁焙烧—氢氧化钠浸出”绿色环保新工艺。为进一步明确焙烧矿碱浸工序的反应机制,以白钨精矿与MgCl_(2)焙烧的转型物,即MgWO_(4)转料为研究对象,以氢氧化钠为浸出剂,详细考察了氢氧化钠浓度、反应温度、转料粒度、搅拌速度以及时间对MgWO_(4)转料碱浸过程的影响。在此基础上,开展动力学研究,结果表明:氢氧化钠浓度和反应温度为浸出反应过程中的主要影响因素,矿物粒度为次要影响因素。对MgWO_(4)转料的氢氧化钠浸出动力学实验数据进行拟合,可知该浸出过程符合整体反应模型(volume reaction model),计算可得反应活化能为89.9 kJ·mol^(-1),氢氧化钠浓度反应级数为1.718,矿物粒度影响指数为-0.391。反应过程受化学反应控制,其反应动力学方程为:x(/1-x)=3.16×10^(8)CN1.a7O18HD^(-0.39)1exp[-89900(/8.314T)]t.

关键词：白钨矿焙烧 MgWO4 浸出动力学

加料方式对超细氧化亚铜粉体分散性与粒度稳定性的影响

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无机材料学报 2012年第2期27卷 195-200页

作者：王岳俊周康根蒋志刚中南大学冶金科学与工程学院长沙410083

在不加任何添加剂和高反应物浓度的条件下,用CuSO4、NaOH、葡萄糖为原料制备了Cu2O球形粉体.利用扫描电镜和smileview软件对Cu2O粉体进行了表征分析,主要考察了加料方式对Cu2O颗料的分散性与粒度稳定性的影响,并根据Lamer模型初步探讨... 详细信息

在不加任何添加剂和高反应物浓度的条件下,用CuSO4、NaOH、葡萄糖为原料制备了Cu2O球形粉体.利用扫描电镜和smileview软件对Cu2O粉体进行了表征分析,主要考察了加料方式对Cu2O颗料的分散性与粒度稳定性的影响,并根据Lamer模型初步探讨了其影响机理.结果表明,当采用先将NaOH溶液与CuSO4溶液分步缓慢混合制备Cu(OH)2作为铜源,再加入葡萄糖还原Cu(OH)2制备Cu2O的加料方式时,Cu2O颗粒按"爆发成核,缓慢生长"的模式形成,制得的Cu2O粉体分散性高,粒度稳定性好.分散性高是由于缓慢的晶核生长有利于通过搅拌作用使初始晶核间的软团聚体再分散,避免软团聚体进一步通过化学键合发展成为硬团聚.粒度稳定性好的原因是将NaOH溶液分步缓慢加入到CuSO4溶液中制备的前驱体Cu(OH)2热稳定性好,较好地保持了前驱体升温过程中铜源组分的单一性,避免了还原过程中出现二次成核现象.

关键词：氧化亚铜粉体葡萄糖还原分散性粒度控制

Mg-Al-Me(Me=La,Ce,Zr)复合氧化物制备及其除氟性能

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环境科学 2016年第12期37卷 4874-4881页

作者：汪爱河周康根刘行陈泉州刘芳中南大学冶金与环境学院长沙410083 湖南城市学院市政与测绘工程学院益阳413000

采用双滴共沉淀-煅烧法制备Mg-Al-Me(Me=La,Ce,Zr)金属复合氧化物吸附剂,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对制备的吸附剂进行表征.采用批实验考察了吸附时间,初始氟浓度和共存离子(Cl^-、NO_3^-、SO_4^(2-)、CO_3^(2-)、HCO_3^... 详细信息

采用双滴共沉淀-煅烧法制备Mg-Al-Me(Me=La,Ce,Zr)金属复合氧化物吸附剂,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对制备的吸附剂进行表征.采用批实验考察了吸附时间,初始氟浓度和共存离子(Cl^-、NO_3^-、SO_4^(2-)、CO_3^(2-)、HCO_3^-、PO_4^(3-))对氟吸附性能的影响.结果表明,3种吸附剂对氟吸附过程可用准二级动力学模型描述.3种吸附剂对氟吸附速率主要受液膜扩散速率、颗粒内扩散速率和吸附反应速率共同控制.等温吸附结果显示Mg-Al-La对氟吸附能力最大,MgAl-Ce次之,Mg-Al-Zr最小,3种材料对氟吸附规律均符合Langmuir等温吸附方程,其最大饱和吸附量分别为54.22、51.65、50.89 mg·g-1.共存离子对3种材料吸氟存在不同程度的竞争,其影响次序是Cl^-

关键词：稀有金属含氟废水吸附等温线吸附动力学动边界模型

水合肼液相还原法制备银包覆超细铜粉反应机理研究

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稀有金属材料与工程 2008年第5期37卷 905-908页

作者：徐锐周康根胡敏艺中南大学

反应体系中引入强还原剂水合肼,通过反应条件抑制置换反应,使银氨溶液优先发生液相还原反应,制备了与原铜粉粒径和形貌大致相同的铜-银双金属粉。敏化、活化处理过程中采用新的活化剂AgNO3取代传统的PdCl2,经济可行又避免引入新的杂质... 详细信息

反应体系中引入强还原剂水合肼,通过反应条件抑制置换反应,使银氨溶液优先发生液相还原反应,制备了与原铜粉粒径和形貌大致相同的铜-银双金属粉。敏化、活化处理过程中采用新的活化剂AgNO3取代传统的PdCl2,经济可行又避免引入新的杂质。采用XRD,SEM,EDX等检测方法对预处理后铜粉和包覆双金属粉的晶相组成及含量、铜-银双金属粉形貌、表面包覆层相组成及含量以及整个包覆过程的机理加以研究。研究表明:水合肼还原法经过3次包覆后,铜粉表面形成连续的银膜,克服了置换反应消耗过多的铜粉、制备的铜-银双金属粉呈胶状不易洗涤、干燥后易于结块等不足。

关键词：水合肼超细铜粉双金属粉机理

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铜负载螯合树脂对氨氮的解吸及循环吸附性能

中南大学学报（自然科学版） 2015年第11期46卷 3999-4004页

作者：周康根陈泉洲姜科胡元娟彭佳乐中南大学冶金与环境学院湖南长沙410083

以铜负载螯合型阳离子交换树脂(R-Cu)为新型氨氮吸附剂,研究解吸剂种类、解吸剂加入量、循环流量对R-Cu树脂的氨氮解吸率的影响,得到树脂的氨氮酸解吸动力学方程,通过循环实验,考察解析后R-Cu树脂的氨氮吸附性能。研究结果表明:HCl对氨... 详细信息

以铜负载螯合型阳离子交换树脂(R-Cu)为新型氨氮吸附剂,研究解吸剂种类、解吸剂加入量、循环流量对R-Cu树脂的氨氮解吸率的影响,得到树脂的氨氮酸解吸动力学方程,通过循环实验,考察解析后R-Cu树脂的氨氮吸附性能。研究结果表明:HCl对氨氮的解吸效率高于CH_3COOH和CO_2对氨氮的解吸效率;当湿树脂中HCl用量为0.75 mol/L、解析时间为80 min、循环流量为12 L/h时,氨氮解吸率可达93%;氨氮解吸动力学基本符合准二级动力学方程;经吸附–解吸循环5次后,R-Cu树脂对氨氮的吸附性能保持稳定。

关键词：载铜树脂解吸吸附氨氮循环

NH_4^+-Mg^(2+)-PO_4^(3-)-H^+-H_2O体系的优势区相图(英文)

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无机化学学报 2012年第12期28卷 2605-2611页

作者：姜科周康根彭佳乐中南大学冶金科学与工程学院长沙410083

通过优势区相图的构建对NH4+-Mg2+-PO43--H+-H2O体系的热力学平衡关系进行了研究。在不同镁、磷物质的量比和离子强度的条件下绘制了lgCT,Mg-lgCT,P和lgCT,P-pH相图,确定了MgNH4PO4.6H2O、Mg3(PO4)2.8H2O、MgHPO4.3H2O和Mg(OH)2的热力学稳定区。结果表明,在相当广的pH范围内,MgNH4PO4.6H2O和Mg3(PO4)2.8H2O都是主要存在的固相;在较低pH和较高磷浓度的条件下,MgNH4PO4.6H2O和MgHPO4.3H2O可以共存;而MgNH4PO4.6H2O和Mg(OH)2在碱性条件下更为稳定。当MgNH4PO4.6H2O、Mg3(PO4)2.8H2O与液相共存、pH=9.08~9.52时,溶液总氮浓度达到最低值。lgCT,Mg-lgCT,P和lgCT,P-pH相图可以用于指导磷酸铵镁的沉淀-溶解平衡过程,有利于废水中氨氮的脱除和回收。

关键词：氨氮磷酸铵镁热力学优势区相图

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粒径对CaF_2沉淀-溶解平衡的影响

中国有色金属学报 2011年第12期21卷 3195-3201页

作者：姜科周康根李程文中南大学冶金科学与工程学院长沙410083

通过CaF2溶解实验对Ca2＋．F-H＋-H2O体系的热力学性质进行研究，考察CaF2粒径、pH等因素对CaF2沉淀溶解-平衡的影响，结合热力学计算得到影响CaF2沉淀效果的因素。结果表明：CaF2粒径对溶液平衡总氟浓度有重要影响，CaF2粒径越大，其... 详细信息

通过CaF2溶解实验对Ca2＋．F-H＋-H2O体系的热力学性质进行研究，考察CaF2粒径、pH等因素对CaF2沉淀溶解-平衡的影响，结合热力学计算得到影响CaF2沉淀效果的因素。结果表明：CaF2粒径对溶液平衡总氟浓度有重要影响，CaF2粒径越大，其溶解度越小，溶液平衡总氟浓度越低；当CaF2粒径大于16．97um时，平衡总氟浓度低于8mg／L，而细颗粒CaF2在溶液中的平衡总氟浓度高于25mg／L；化学沉淀法处理含氟废水时，应尽可能增大CaF2沉淀粒径，并将反应终点pH控制在4．0-10．0之间，达到降低CaF2溶解度、强化CaF2沉淀效果的目的。

关键词： CaF2 沉淀热力学粒径