锌镍电池负极材料的回收及再生研究

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锌镍电池具备良好的发展应用前景,其应用热潮的到来必会引起人们对其回收问题的关注,然而目前关于锌镍电池回收方面的研究较少,尤其是锌负极的回收再生方面还较为空白。本文通过查阅国内外相关文献,提出了一种锌镍电池回收再生思路,并对该思路下锌负极的回收再生进行了系统的研究,包括:废负极活性物质混合粉末的硝酸浸出、除铜、负极材料锌铝水滑石和锌酸钙的再生及电化学性能测试。(1)采用硝酸对废负极活性物质混合粉末进行酸浸,得到硝酸浸出过程的最佳工艺条件为:硝酸用量80 m L/50 g,温度50℃,反应时间90 min,液固比10:1。在该条件下废负极活性物质混合粉末中Zn和Cu的浸出率分别可达99.93%和99.94%。(2)采用锌粉置换和萃取两种方法对浸出液中杂质Cu2+进行去除,得到锌粉置换的最佳工艺条件为:p H=5、Zn粉用量为理论量、温度70℃和反应时间30 min,在该条件下Cu2+的去除率可达99.04%;萃取的最佳工艺条件为有机相浓度20%、p H=2.0、相比1:1、静置时间3min和混合时间5min。在该条件下Cu2+的去除率可达99.2%。(3)采用水热法或共沉淀法对除铜前液和除铜后液分别进行了锌铝水滑石和锌酸钙的制备,结果表明:水热法合成出的锌铝水滑石比共沉淀法合成的锌铝水滑石纯度更高,且除铜后液制备出的锌铝水滑石比除铜前液制备的锌铝水滑石纯度高。再生出的锌铝水滑石的循环可逆性和耐腐蚀性均比氧化锌要好,其中共沉淀法在含Cu2+条件下制备的锌铝水滑循环可逆性和耐腐蚀性最佳,Cu2+对锌铝水滑石的循环可逆性和耐腐蚀性有一定的提高。再生的锌酸钙循环可逆性较好,但耐腐蚀性较差,均低于氧化锌,Cu2+对再生锌酸钙的循环可逆性几乎无影响,但对耐腐蚀性有一定的提高。
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