b).由图5可知,当磷酸三丁酯体积分数小于12.5%时,钴萃取率从83%升高至92%,同时锰萃取率从33%升高至62%。
c).当磷酸三丁酯体积分数大于12.5%时,增大磷酸三丁酯用量,未能提高钴锰萃取率,原因待进一步查明。
d).在Aliquat336+TBP体系时,TBP体积分数为12.5%时,Co/Mn、Co/Ni和Co/Li分离系数分别为7、1 061、3 183;Mn/Ni和
Mn/Li分离系数分别为156和468,表明钴锰能实现高效共萃,并与镍锂高效分离。
g.相比对金属萃取的影响:综上实验,确定有机相组成:32.5%(v/v)Aliquat 336+12.5%(v/v)TBP+55%(v/v)煤油。
a).考察A/O比对金属萃取率的影响,实验结果见图6。图6表明,当A/O比从1∶2降至1∶7时,钴萃取率由79%提高至96%,
钴萃取率提高了21%;同时,锰萃取率从43%显著提高至77%,锰萃取率提高了79%;说明金属萃取率的增加与萃取试剂分子
密切相关。
b).由图5可知,当磷酸三丁酯体积分数小于12.5%时,钴萃取率从83%升高至92%,同时锰萃取率从33%升高至62%。
c).当磷酸三丁酯体积分数大于12.5%时,增大磷酸三丁酯用量,未能提高钴锰萃取率,原因待进一步查明。
d).在Aliquat336+TBP体系时,TBP体积分数为12.5%时,Co/Mn、Co/Ni和Co/Li分离系数分别为7、1 061、3 183;Mn/Ni
和Mn/Li分离系数分别为156和468,表明钴锰能实现高效共萃,并与镍锂高效分离。
g.相比对金属萃取的影响:综上实验,确定有机相组成:32.5%(v/v)Aliquat 336+12.5%(v/v)TBP+55%(v/v)煤油。
a).考察A/O比对金属萃取率的影响,实验结果见图6。图6表明,当A/O比从1∶2降至1∶7时,钴萃取率由79%提高至96%,
钴萃取率提高了21%;同时,锰萃取率从43%显著提高至77%,锰萃取率提高了79%;说明金属萃取率的增加与萃取试剂分子
密切相关。
(a)基于萃取规模,通过构建McCabe Thiele理论级数图,确定钴锰回收需要的理论萃取级数(见图7、图8)。
(b)图7表明,当相比为1∶2时,2级萃取回收钴时,钴回收率高达99%,萃余液残留Co(II)浓度小于25 mg/L。
(c)减小A/O相比,萃余液残留Co浓度能进一步降低,因此实现钴萃取完全需A/O比大。Aliquat 336对萃取钴能力比萃取锰强,实现有效锰回收完全则需在A/O比小、多级萃取情况下处理。
(d)图8中显示,在A/O比值为0.4时,为了锰萃取率达到99%,理论需要6级萃取,此时萃余液中残留约400 mg/L锰(II)。降低A/O比至0.2,理论采用3级能接近完全回收锰(II)。
(e)对含Co浓度7.1 g/L、含锰浓度19.3 g/L的废旧三元电池正极活性材料盐酸浸出液,采用A/O比值0.2时,最终有机相将负载约7.7 g/L Mn和2.8g/L Co。接近完全回收钴锰,至少需要3级萃取。
h.负载有机相Co、Mn反萃研究
a).用新鲜有机相(32.5% Aliquat 336+12.5% TBP)萃取获得的负载有机相含2.4 g/L钴、6.6 g/L锰。
b).负载后有机相用于水反萃回收钴锰实验。A/O比对金属反萃的影响结果如图9所示。
c).由图9可知,当A/O比为1/3时,钴锰反萃接近完全。
d).随着A/O比值增大,钴、锰反萃率也随之增高。
(a)当A/O大于1/7时,锰反萃率从73%升高接近至100%,反萃锰效率提高了27%;钴反萃率从58%升高接近至100%,反萃钴
效率提高了42%。
(b)反萃锰效率提高程度27%低于反萃钴提高程度42%,表明锰的反萃速率高于钴的反萃速率,负载有机相中的锰(II)比钴
(II)更易快速从油相转移到水相,这可能是油相与水相中锰浓度差高于钴浓度差导致的。
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