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SrCl_(2)-KCl-MgCl_(2)熔体中氯化镁的电化学行为和镁锶共沉积机理

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第7期34卷 2381-2392页

作者：赵佳闫艺航张皓高华阳张烨路贵民华东理工大学国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心上海200237 华东理工大学钾锂战略资源国际联合实验室上海200237 华东理工大学化工学院上海200237

采用循环伏安法、方波伏安法、开路电位等电化学手段评估SrCl_(2)-KCl共晶体系中MgCl_(2)的电化学行为和Mg、Sr共沉积机理。在SrCl_(2)-KCl体系中,Mg(Ⅱ)在钨电极的还原属于一步两电子的准可逆过程;Mg、Sr的电化学共沉积过程形成两种Mg... 详细信息

采用循环伏安法、方波伏安法、开路电位等电化学手段评估SrCl_(2)-KCl共晶体系中MgCl_(2)的电化学行为和Mg、Sr共沉积机理。在SrCl_(2)-KCl体系中,Mg(Ⅱ)在钨电极的还原属于一步两电子的准可逆过程;Mg、Sr的电化学共沉积过程形成两种Mg-Sr金属间化合物。基于计时电流法探索共沉积过程的成核类型随过电位的演变关系,结果显示,电极表面的成核模式依赖于基体材料和电极反应产物。所有过电位下对应的前期成核归因于Mg(Ⅱ)的还原。当Mg和Sr共同沉积时,首先是Mg(Ⅱ)在电极表面还原,形成Mg核,随后同时进行Sr(Ⅱ)在Mg表面欠电位沉积和Mg的沉积。此外,随着SrCl_(2)-KCl体系中MgCl_(2)浓度的增加,Mg-Sr共沉积过程中的电流密度相应增加。

关键词：氯化镁电化学行为扩散系数成核机理共沉积

岩盐矿提钾老卤中溴离子选择性电氧化过程研究

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化工学报 2022年第7期73卷 3007-3017页

作者：苏晨昱杨颖宋兴福华东理工大学国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心上海200237 钾锂战略资源国际联合实验室上海200237

中南半岛岩盐矿提钾老卤中溴离子含量约为3000 mg/L,是极具价值的制溴原料。岩盐矿伴生溴资源的有效利用,对提高岩盐矿资源综合利用价值,缓解我国溴资源短缺现状,具有经济、社会及环境多重意义。通过三电极体系线性扫描伏安法与电氧化实... 详细信息

中南半岛岩盐矿提钾老卤中溴离子含量约为3000 mg/L,是极具价值的制溴原料。岩盐矿伴生溴资源的有效利用,对提高岩盐矿资源综合利用价值,缓解我国溴资源短缺现状,具有经济、社会及环境多重意义。通过三电极体系线性扫描伏安法与电氧化实验,对含溴模拟卤水中溴离子的氧化速率以及氯离子浓度、电极的有效面积、搅拌速率对其的影响进行研究。结果表明1.150 V为合适的溴离子选择性氧化的电极电位,且反应符合一级反应动力学规律。针对氯离子浓度为280 g/L的岩盐矿提钾老卤,石墨电极的有效面积50.18 cm^(2),搅拌速率400 r/min时溴离子电氧化的速率最快,反应速率常数为0.3042 h^(-1),电氧化8 h后溴转化率为91.9%。

关键词：电化学氧化溴素提取选择性三电极体系动力学

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机械活化法强化锂辉石矿相重构过程研究

无机盐工业 2023年第1期55卷 81-86,123页

作者：祝悦裘晟波刘程琳于建国华东理工大学国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心上海200237 华东理工大学钾锂战略资源国际联合实验室上海200237

近年来,随着新能源产业规模的持续扩大,全球消费市场对锂产品的需求迫切度也日益增加。锂辉石作为优质的提锂原料,其最新的提取加工技术一直受到重点关注。采用澳大利亚马里恩矿区的锂辉石矿,通过机械活化法强化其在碱性水热体系中的浸... 详细信息

近年来,随着新能源产业规模的持续扩大,全球消费市场对锂产品的需求迫切度也日益增加。锂辉石作为优质的提锂原料,其最新的提取加工技术一直受到重点关注。采用澳大利亚马里恩矿区的锂辉石矿,通过机械活化法强化其在碱性水热体系中的浸出过程,并分析其浸出行为。结果表明,当锂辉石粒度小于75μm、氢氧化钠质量分数为25%、碱矿质量比为1.5∶1、反应温度为523.15 K、反应时间为8 h、反应釜转速为100 r/min时,锂提取率可达90.18%。Avrami-Erofeev动力学经验模型能够较好地描述采用机械活化法强化锂辉石浸出的过程,其反应表观活化能为41.739 kJ/mol。

关键词：锂辉石低温浸出机械活化动力学

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退役锂离子电池湿法回收生命周期和经济评价

无机盐工业 2023年第1期55卷 26-32页

作者：周诗雨何婷付彤彤郭子睿顾帅于建国华东理工大学国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心上海200237 华东理工大学钾锂战略资源国际联合实验室上海200237

锂离子电池(LIBs)具有能量密度高、输出功率大等优点被广泛应用,随之产生了大量退役LIBs。近年来,退役LIBs回收再利用逐渐受到了人们的关注,但目前回收体系尚不完善,存在发展动力和科学技术等方面的问题。从生命周期评价(LCA)和经济性... 详细信息

锂离子电池(LIBs)具有能量密度高、输出功率大等优点被广泛应用,随之产生了大量退役LIBs。近年来,退役LIBs回收再利用逐渐受到了人们的关注,但目前回收体系尚不完善,存在发展动力和科学技术等方面的问题。从生命周期评价(LCA)和经济性评价两方面对典型的盐酸、硫酸-双氧水和电化学浸出3种回收方法进行分析讨论。使用SimaPro 9软件对回收过程进行生命周期评价,得到全球变暖潜能值、非生物资源耗竭潜能值和资源消耗量等,结果表明酸用量和能量消耗为主要的环境影响因素;并对回收再利用过程(包括预处理、浸出、再制备)进行经济性分析,得到相应的收益情况。结果表明,目前回收成本较高,整体呈现亏损状态。基于此,提出了相应的优化建议。

关键词：退役锂离子电池湿法回收生命周期评价经济性评价

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铝基吸附剂固定床分离卤水锂资源过程研究

无机盐工业 2023年第1期55卷 64-73页

作者：陈君钟静林森于建国华东理工大学国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心上海200237 华东理工大学锂钾战略资源国际联合实验室上海200237

铝基锂吸附剂是一种非常适用于低锂品位、高镁锂比盐湖卤水提锂的吸附剂,具有无溶损、稳定性高等优点,也是目前唯一一种已投入工业化生产的吸附剂。使用自制的球形铝基锂吸附剂GLDH填充固定床,系统研究了吸附温度、进料流速、初始锂离... 详细信息

铝基锂吸附剂是一种非常适用于低锂品位、高镁锂比盐湖卤水提锂的吸附剂,具有无溶损、稳定性高等优点,也是目前唯一一种已投入工业化生产的吸附剂。使用自制的球形铝基锂吸附剂GLDH填充固定床,系统研究了吸附温度、进料流速、初始锂离子浓度和床层高度对GLDH固定床分离卤水锂资源过程中吸附穿透曲线的影响。结果表明:升高温度、增加床层高度、降低初始锂离子浓度和进料流速会导致穿透时间延长、穿透吸附容量升高。采用BDST、Clark、Thomas、Y-N和M-D-R 5种经验模型对锂吸附穿透曲线进行拟合,确定M-D-R模型能够较准确地描述固定床锂吸附过程。

关键词：铝基锂吸附剂固定床吸附提锂影响因素模型拟合

N-甲基吡咯烷酮(NMP)高效降解菌株筛选、鉴定及应用研究

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中国环境科学 2024年

作者：李宁宁吕海慧于得水李雨桐王晔康建明薛宇昕金艳韩昫身于建国华东理工大学国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心华东理工大学钾锂战略资源国际联合实验室华东理工大学化工学院

N-甲基吡咯烷酮(NMP)被广泛用于锂电池生产、膜制备及医药等行业，其有效降解已成为亟需解决的关键难题.本研究以NMP为唯一碳源和氮源，从锂离子电池阴极浆料搅拌装置清洗废水中筛选获得一株NMP高效降解菌NCSL-HH10，经16S rDNA测序及... 详细信息

N-甲基吡咯烷酮(NMP)被广泛用于锂电池生产、膜制备及医药等行业，其有效降解已成为亟需解决的关键难题.本研究以NMP为唯一碳源和氮源，从锂离子电池阴极浆料搅拌装置清洗废水中筛选获得一株NMP高效降解菌NCSL-HH10，经16S rDNA测序及系统发育树分析，该菌属于污染伯克霍尔德氏菌.实验表明，该菌可在1500 mg/L NMP废水体系，48 h内实现100% NMP去除及94.3% TOC去除，高矿化度说明该菌具有较为完整的NMP降解路径.此外，该菌可在高达15000 mg/L NMP体系实现NMP完全降解(100%)，达到国内外文献报道最高的NMP降解浓度，且可实现较高矿化度(63.2%).选取10000 mg/L NMP废水作为进水，发现Burkholderia contaminans NCSL-HH10可在开放体系60 h内去除95.7% NMP及76.5% TOC，显著高于活性污泥(84 h内去除39.0% NMP和30.2% TOC).本研究为NMP废水处理提供了高效功能菌株.

关键词： N-甲基吡咯烷酮(NMP) 锂离子电池废水生物降解活性污泥生物强化

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膜技术在盐湖提锂中的进展和展望

无机盐工业 2023年第1期55卷 33-45页

作者：林钰青张以任邱宇隆张嘉雨于建国华东理工大学国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心钾锂战略资源国际联合实验室上海200237

随着新能源产业的快速发展,卤水锂资源开发已成为世界范围战略性新兴产业发展的重要内涵。膜分离技术,因其优异的一/二价离子分离性能、良好的环保和经济性,已成为中国高镁锂比盐湖卤水提锂的主流工艺。归纳分析了膜分离技术在卤水体系... 详细信息

随着新能源产业的快速发展,卤水锂资源开发已成为世界范围战略性新兴产业发展的重要内涵。膜分离技术,因其优异的一/二价离子分离性能、良好的环保和经济性,已成为中国高镁锂比盐湖卤水提锂的主流工艺。归纳分析了膜分离技术在卤水体系中的分离机理、研究进展及未来发展方向。新型高性能锂离子分离膜的持续研究发展,必将加速提升中国卤水锂资源的开发水平。

关键词：卤水提锂纳滤膜电渗析膜离子印迹膜抗污染膜

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支撑国家新能源战略发展的锂资源开发

无机盐工业 2023年第1期55卷 1-14页

作者：于建国孙庆裘晟波张以任陈君华东理工大学国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心钾锂战略资源国际联合实验室上海200237

锂作为支撑新能源战略发展的核心元素,其开发与供给与国民经济息息相关。在“双碳”目标下,中国对锂及其化合物的需求急速上涨,是全球最大的锂消费国,对外依存度高。世界范围内锂资源主要赋存于矿石和盐湖卤水中,是当今国内外锂资源开... 详细信息

锂作为支撑新能源战略发展的核心元素,其开发与供给与国民经济息息相关。在“双碳”目标下,中国对锂及其化合物的需求急速上涨,是全球最大的锂消费国,对外依存度高。世界范围内锂资源主要赋存于矿石和盐湖卤水中,是当今国内外锂资源开发的重中之重;随着循环理念与技术的发展,城市矿山中二次锂资源的开发将彰显巨大潜力。总结了从硬岩锂矿、盐湖卤水、退役锂电池中提锂的工业方法及新技术研究进展。其中,硬岩矿提锂工艺的发展方向是低耗减碳;卤水提锂技术应因地制宜、一湖一策,多元分离技术组合应成为未来锂工程建设的最佳选择;重视退役锂电池材料再制备技术研究,可以大大降低锂电发展对自然资源的依赖,是新能源战略可持续发展不可或缺的一环。

关键词：新能源锂辉石盐湖卤水退役锂电池分离材料

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深度失活三元正极材料特性分析及预处理研究

无机盐工业 2024年

作者：宋佳禧计任飞陈君林森于建国华东理工大学国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心华东理工大学锂钾战略资源国际联合实验室

深度失活三元正极材料的直接再生可以有效降低能源消耗并减轻环境负担，实现锂离子电池的清洁回收和循环利用，然而直接对拆解后的材料进行再生处理，效果往往较差。因此针对退役锂电池中深度失活的三元正极材料进行特征分析及预处理研... 详细信息

深度失活三元正极材料的直接再生可以有效降低能源消耗并减轻环境负担，实现锂离子电池的清洁回收和循环利用，然而直接对拆解后的材料进行再生处理，效果往往较差。因此针对退役锂电池中深度失活的三元正极材料进行特征分析及预处理研究，在此基础上为后续直接再生开发有效的预处理手段。利用多种表征手段对失活正极材料进行系统性研究，结果表明拆解下来的深度失活三元正极材料中含有较多的粘结剂PVDF、导电碳以及盐类杂质，且晶型结构遭到严重破坏。电化学性能测试结果显示，其放电容量仅余30 mA·h/g，远低于商业材料，电池容量严重衰减。为了能对深度失活的三元正极材料进行有效的直接再生，在氧气气氛下对其进行高温锻烧预处理除杂，550 ℃条件下煅烧4 h，可完全去除失活正极材料中的导电碳黑等杂质成分，同时不会对材料的组成结构造成显著性影响，能够为材料直接再生等后续处理奠定基础。

关键词：深度失活三元正极材料预处理高温煅烧