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报废动力电池镍钴锰酸锂三元正极材料高温氢还原−湿法冶金联用回收有价金属

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中国有色金属学报 2020年第6期30卷 1415-1426页

作者：郭苗苗席晓丽张云河余顺文龙小林蒋振康聂祚仁许开华北京工业大学材料与制造学部北京100124 工业大数据应用技术国家工程实验室北京100124 荆门市格林美新材料有限公司荆门448124 国家电子废弃物循环利用工程技术研究中心荆门448124 格林美股份有限公司深圳518101

通过高温氢还原和湿法冶金联用的方法回收报废动力电池镍钴锰酸锂三元正极材料中的镍、钴、锰以及锂金属,并对其回收机理及工艺进行研究。结果表明:报废三元正极材料经过高温氢气还原后,在层状镍钴锰酸锂结构中的锂迁移到表面,变成LiOH... 详细信息

通过高温氢还原和湿法冶金联用的方法回收报废动力电池镍钴锰酸锂三元正极材料中的镍、钴、锰以及锂金属,并对其回收机理及工艺进行研究。结果表明:报废三元正极材料经过高温氢气还原后,在层状镍钴锰酸锂结构中的锂迁移到表面,变成LiOH、LiOH∙H2O和少量的Li2CO3;镍钴锰由之前的Co^2+、Ni^3+和Mn^4+分别还原成了Co0、Ni0和MnO,其在还原水洗后物料的表面相分别为Ni(OH)2和Co(OH)2及MnO;还原后的LiOH、LiOH∙H2O和少量的Li2CO3经过水浸、酸洗、沉淀后,可得纯度为99.5%的Li2CO3,实现了锂与镍、钴、锰的分离;还原后的镍、钴和MnO经过硫酸酸浸后,镍、钴和锰浸出率分别为96.88%、97.23%和99.78%。浸出后溶液经氧化沉淀及萃取分离,锰沉淀分离率为98.46%,萃取分离后氯化钴和氯化镍溶液杂质含量低于10 mg/L。

关键词：镍钴锰酸锂三元正极材料报废氢气还原回收机理

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低品位红土镍矿粗细分级?重磁联合除铬工艺

中南大学学报（自然科学版） 2020年第3期51卷 567-578页

作者：许鹏云方浩陈洲刘波蒋振康郭学益许开华国家电子废弃物循环利用工程技术研究中心湖北荆门518128 中南大学冶金与环境工程学院湖南长沙410083 荆门市格林美新材料有限公司湖北荆门518128 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司安徽马鞍山243000 广东邦普循环科技有限公司广东佛山528000

为了降低铬铁矿对红土镍矿湿法冶炼设备的磨蚀,对红土镍矿原矿进行系统的工艺矿物学表征,提出“粗细分级—螺旋溜槽—摇床—磁选”工艺对红土镍矿中的铬铁矿进行富集分离,降低红土镍矿原矿中铬铁矿的含量并获取部分品质合格的铬精矿。... 详细信息

为了降低铬铁矿对红土镍矿湿法冶炼设备的磨蚀,对红土镍矿原矿进行系统的工艺矿物学表征,提出“粗细分级—螺旋溜槽—摇床—磁选”工艺对红土镍矿中的铬铁矿进行富集分离,降低红土镍矿原矿中铬铁矿的含量并获取部分品质合格的铬精矿。研究结果表明:红土镍矿中的铬主要富集在0.058~1.500 mm粒级中,赋存物相为铬铁矿和褐铁矿,分别占比54.51%和44.04%;Ni不存在独立矿物相,95.95%的镍赋存于褐铁矿中。“粗细分级—螺旋溜槽—摇床—磁选”工艺能够将送入冶炼的红土镍矿Cr2O3品位由原矿的2.24%降低至1.27%,去除率达43.30%,能够有效降低铬铁矿对红土镍矿冶炼设备的磨蚀;同时,该工艺还能获得Cr2O3品位为36.19%,回收率32.07%,铬铁比为2.51的铬精矿。

关键词：红土镍矿粗细分级重选磁选褐铁矿铬铁矿

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酸浸出法回收冶金污泥中的有价金属

化工环保 2017年第4期37卷 476-480页

作者：盛广宏刘坤许开华张云河华中科技大学环境科学与工程学院湖北武汉430074 荆门市格林美新材料有限公司国家电子废弃物循环利用工程技术研究中心湖北荆门448000

采用二次酸浸出的方法回收镍钴湿法冶金工业污泥中的有价金属。先采用水和硫酸作为浸出剂浸出Mg和Na,最佳工艺条件为浸出液的pH 7.5、浸出时间5 min、浸出剂体积与干污泥质量的比(ω)为10 mL/g。再采用硫酸作为浸出剂、焦亚硫酸钠作为... 详细信息

采用二次酸浸出的方法回收镍钴湿法冶金工业污泥中的有价金属。先采用水和硫酸作为浸出剂浸出Mg和Na,最佳工艺条件为浸出液的pH 7.5、浸出时间5 min、浸出剂体积与干污泥质量的比(ω)为10 mL/g。再采用硫酸作为浸出剂、焦亚硫酸钠作为还原剂进行二次酸浸,在硫酸与污泥质量比为1.3、焦亚硫酸钠与污泥质量比为0.3、ω为5 mL/g、浸出温度85℃、浸出时间20 min的最佳工艺条件下,Co、Ni、Cu、Mn和Zn的浸出率分别达92.45%、93.48%、89.52%、97.78%和94.79%。经XRD表征,浸出后污泥中未见原污泥中的矿物相,说明原污泥中的矿物几乎全部被溶解。

关键词：冶金污泥浸出钴镍铜锰锌

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植物单宁材料吸附贵金属的研究进展

贵金属 2018年第4期39卷 90-98页

作者：易庆平许开华郭苗苗樊睿怡张青林罗正荣荆楚理工学院生物工程学院湖北荆门448000 荆门市格林美新材料有限公司国家电子废弃物循环利用工程技术研究中心湖北荆门448124 华中农业大学园艺植物生物学教育部重点实验室武汉430070

生物吸附材料植物单宁因其来源丰富、成本低、富含酚羟基、容易改性,对金属离子尤其是贵金属的吸附已成为近年来国内外相关研究的热点。从植物单宁的结构、吸附剂制备方法、吸附影响因素、吸附机理和应用等系统地介绍了国内外植物单宁... 详细信息

生物吸附材料植物单宁因其来源丰富、成本低、富含酚羟基、容易改性,对金属离子尤其是贵金属的吸附已成为近年来国内外相关研究的热点。从植物单宁的结构、吸附剂制备方法、吸附影响因素、吸附机理和应用等系统地介绍了国内外植物单宁材料吸附贵金属研究工作的进展。提出植物单宁吸附材料用于电子废物中稀贵金属的绿色循环回收,将为单宁吸附材料的产业化奠定良好基础;发展多用途的植物单宁相关产品,是今后植物单宁吸附材料的研发趋势。

关键词：有色金属冶金植物单宁贵金属吸附回收

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稀土元素分离与提纯技术研究现状及展望

环境污染与防治 2019年第7期41卷 844-851页

作者：许晓芳谭全银刘丽丽许开华李金惠王志石清华大学环境学院北京100084 国家电子废弃物循环利用工程技术研究中心湖北荆门448124 澳门科技大学澳门环境研究院中国澳门特别行政区519020

稀土元素是重要的战略资源,广泛应用于国防工业、电子行业、环境保护、新能源行业等领域,是高新技术产业发展中必需的重要原料。开发绿色、高效的稀土元素分离与提纯技术对中国稀土资源的高效综合利用具有重要意义。综述了分级结晶和分... 详细信息

稀土元素是重要的战略资源,广泛应用于国防工业、电子行业、环境保护、新能源行业等领域,是高新技术产业发展中必需的重要原料。开发绿色、高效的稀土元素分离与提纯技术对中国稀土资源的高效综合利用具有重要意义。综述了分级结晶和分步沉淀法、离子交换法、萃取色层法以及溶剂萃取法等技术分离与提纯稀土元素的研究现状,分析了这几种方法的优缺点,阐述了溶剂萃取法、离子交换法和萃取色层法在稀土元素分离与提纯技术研究方面的不足,并展望了未来几种方法的发展方向。针对电子废物逐年增加的趋势,概述了稀土元素分离与提纯技术在含稀土电子废物(如废荧光粉、废旧氢-镍电池电极材料和钕铁硼废料)回收工艺中的应用研究进展。以期为制备单一高纯稀土元素提供理论依据,为实现稀土二次资源的回收利用,促进自然资源可持续利用提供技术借鉴。

关键词：稀土元素分离提纯萃取电子废物

石墨烯/碳纳米管协同增强再生纤维素复合薄膜的导热性能研究

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塑料工业 2019年第9期47卷 147-153,163页

作者：杨胜都孙鑫李毅薛白谢兰许开华郑强贵州大学材料与冶金学院贵州贵阳550025 贵州省国家复合改性聚合物材料工程技术中心功能高分子聚合物膜材料及膜过程国家地方联合工程研究中心贵州贵阳550014 国家电子废弃物循环利用工程技术研究中心湖北荆门518000 浙江大学材料与化学工程学院浙江杭州310000

采用低温碱/尿素水溶液制备纤维素溶液,通过混合石墨烯纳米片(GNP)/多壁碳纳米管(MWCNT),制备一种具有水平方向(In-plane)高热导率的复合薄膜热界面材料。GNP/MWCNT纳米填料在纤维素基体中能稳定分散,并且多维形貌结构的导热填料之间形... 详细信息

采用低温碱/尿素水溶液制备纤维素溶液,通过混合石墨烯纳米片(GNP)/多壁碳纳米管(MWCNT),制备一种具有水平方向(In-plane)高热导率的复合薄膜热界面材料。GNP/MWCNT纳米填料在纤维素基体中能稳定分散,并且多维形貌结构的导热填料之间形成协同效应,降低了填料-基体之间的界面热阻。结果表明,GNP与MWCNT质量比为5∶5时,填料质量分数为10%的再生纤维素(RC)复合膜显示出优异的导热性能,其中水平方向热导率为15.7 W/(m·K)和垂直方向(Through-plane)热导率为0.25 W/(m·K),同时表现出良好的拉伸强度65.8 MPa。此外,MWCNT对RC复合膜导热性能的协同效率( f )在MWCNT质量分数为5%时达到最大值0.68。该项工作中在纤维素基体构筑有效协同导热路径,为增强型热界面材料的结构设计提供了可行的参考。

关键词：石墨烯碳纳米管再生纤维素热导率协同效应

溶剂诱导制备PLLA/HA/GO三元复合材料及其性能研究

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塑料工业 2019年第9期47卷 42-47,80页

作者：霍康伟孙鑫杨胜都廖兴燕薛白谢兰许开华郑强贵州大学材料与冶金学院贵州贵阳550025 贵州省国家复合改性聚合物材料工程技术中心功能高分子聚合物膜材料及膜过程国家地方联合工程研究中心贵州贵阳550014 国家电子废弃物循环利用工程技术研究中心湖北荆门518000 浙江大学材料与化学工程学院浙江杭州310000

首先通过将羟基磷灰石(HA)及氧化石墨烯(GO)两种纳米填料预混合,得到紧密结合的复合填料,再通过非良溶剂诱导左旋聚乳酸(PLLA)相分离方式,制备了PLLA/HA/GO多孔复合膜。均匀分布的纳米填料能作为异相成核剂诱导PLLA结晶,使复合膜的结晶... 详细信息

首先通过将羟基磷灰石(HA)及氧化石墨烯(GO)两种纳米填料预混合,得到紧密结合的复合填料,再通过非良溶剂诱导左旋聚乳酸(PLLA)相分离方式,制备了PLLA/HA/GO多孔复合膜。均匀分布的纳米填料能作为异相成核剂诱导PLLA结晶,使复合膜的结晶度由PLLA膜的53.7%提高到61.1%,实现在成型过程中由液-液相分离向固-液相分离的转变,从而影响膜表面的微观结构,并提高材料的热稳定性及力学性能。结果表明,PLLA复合材料的起始热降解温度由315 ℃提高到355 ℃,拉伸强度由35.6 MPa提高到46.7 MPa。除此之外,纳米填料中含有大量羟基、羧基等亲水基团,有效提高了膜的亲水性能,使表观接触角由122°降低到88°。

关键词：非溶剂诱导相分离左旋聚乳酸羟基羟基磷灰石氧化石墨烯力学性能亲水性

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立式辊磨机对菱镁矿磨矿及浮选效果的影响

金属矿山 2022年第2期51卷 131-138页

作者：李闯许鹏云孙传尧印万忠付亚峰姚金东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819 沈阳理工大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110159 国家电子废弃物循环利用工程技术研究中心湖北荆门448124 鞍钢集团北京研究院有限公司北京102200

立式辊磨机是一种集中碎、粉磨、快速烘干、高效选粉等工序为一体的高效节能环保型设备,具有结构简单紧凑、工作可靠、流程简单、占地面积小等诸多优点。针对丹东宽甸某菱镁矿,分别进行立式辊磨机与球磨机磨矿—浮选试验,通过对比磨矿... 详细信息

立式辊磨机是一种集中碎、粉磨、快速烘干、高效选粉等工序为一体的高效节能环保型设备,具有结构简单紧凑、工作可靠、流程简单、占地面积小等诸多优点。针对丹东宽甸某菱镁矿,分别进行立式辊磨机与球磨机磨矿—浮选试验,通过对比磨矿能耗、磨耗、磨矿产品粒度特性、矿浆中Fe^(3+)浓度等数据,并比较了药剂制度对闭路试验精矿指标的差异。结果表明:立式辊磨机磨矿的能耗仅为球磨机磨矿能耗的17%左右,立式辊磨机的磨耗约为球磨机磨耗的6%左右,同时立式辊磨机磨矿产品中有利于浮选的中间粒级(0.105~0.045mm粒级)含量要比球磨机磨矿高2.39个百分点、立式辊磨机磨矿矿浆中的Fe^(3+)浓度也仅为球磨机磨矿矿浆的17.86%;通过闭路试验精矿指标对比表明,使用立式辊磨机磨矿,可有效降低油酸钠与六偏磷酸钠用量,并降低精矿中Ca O品位,提升精矿质量。

关键词：立式辊磨机球磨机菱镁矿磨矿

废旧钴酸锂材料的修复再生及其电化学性能研究

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湖北大学学报（自然科学版） 2018年第3期40卷 261-264页

作者：叶建曹余良张云河许开华武汉大学化学与分子科学学院湖北武汉430072 国家电子废弃物循环利用工程技术研究中心湖北荆门448000 格林美股份有限公司深圳518101

以废旧钴酸锂极片为原料,经过分离、除杂,通过补锂固相高温煅烧,合成得到LiCoO_2,实现对废旧钴酸锂修复再生.采用ICP、XRD、SEM等技术研究修复再生前、后LiCoO_2材料的成分、晶相结构、表面形貌,对修复再生后的LiCoO_2进行电化学性能测... 详细信息

以废旧钴酸锂极片为原料,经过分离、除杂,通过补锂固相高温煅烧,合成得到LiCoO_2,实现对废旧钴酸锂修复再生.采用ICP、XRD、SEM等技术研究修复再生前、后LiCoO_2材料的成分、晶相结构、表面形貌,对修复再生后的LiCoO_2进行电化学性能测试.废旧LiCoO_2极片经过分离、除杂等步骤得到的废LiCoO_2,采用补锂,在1 000℃煅烧10 h后,材料0.1 C倍率下首周充电比容量达到163 mAh·g^(-1),放电比容量达到150 mAh·g^(-1).在0.5 C倍率下,循环100周后,其比容量仍维持在140 mAh·g^(-1),基本没有衰减.结果表明修复再生的LiCoO_2具有较高的比容量和优异的循环稳定性,该方法为回收处理废旧钴酸锂电池提出了一种高值化循环利用的方法.

关键词：废旧钴酸锂补锂,修复再生电化学性能