e).水反萃钴和锰McCabe Thiele理论级数图如图10、图11所示。
(a)图10说明,在A/O为1∶4时,若要接近完全将钴(II)从油相转入水相,理论需要2级反萃,最终萃余液残留钴浓度低于
20 mg/L。
(b)同样在A/O为1∶4时,锰反萃接近完全,理论只需要1级反萃,这主要是水反萃锰速率高于反萃钴速率导致的。对含钴
3.4 g/L、锰4.5 g/L的负载有机相,采用A/O为1∶4反萃时,反萃接近完全水相中钴浓度为17.9g/L、锰浓度为13.7 g/L。
(c)反萃需要2级或2级以上才能保障钴锰完全反萃回收。
5.回收钴锰拟用流程:含6.5M氯的废电池正极材料盐酸浸液,无需调节pH,采用Aliquat 336+TBP萃取体系能有效回收钴锰。
1)负载后有机相可直接采用水反萃。Aliquat 336+TBP萃取体系回收钴锰拟用流程如图12所示。
2) 提出回收废电池正极材料浸出液中钴锰镍锂拟用流程(见图12),先共萃取钴锰获得钴锰混合盐溶液,再通过选择性化
学沉淀方法分离钴锰。
3) 钴锰共萃取后,萃余液中剩余镍盐和锂盐。氨水中和调节萃余液pH,萃取回收镍。萃取回收镍后萃余液还剩余锂盐,
对该萃余液浓缩- 沉淀后回收锂。
6、结论:离子液Aliquat 336能够直接用于萃取回收废旧三元电池正极活性材料盐酸浸出液中钴锰,浸出液无需调节pH处
理。对比Alamine336、Alamine 308和Alamine 304,Aliquat 336对钴锰共萃有明显优势。
1)TBP作修饰剂,在有机相中体积分数占比为12.5%时,与等体积十二醇相比,钴萃取率从83%提高至92%,锰萃取率从33%
提高至62%。
2)在Aliquat336+TBP萃取体系,采用A/O比1/1回收废旧三元电池正极活性材料盐酸浸出液中钴(7.1g/L)时,需要理论萃
取级数为2,最终有机相负载约7.7g/L锰和2.8g/L钴。
3)Aliquat 336对锰的萃取能力弱于钴,所以在A/O比为0.2时,要求理论级数3级以上,才能接近完全萃取回收锰。
4)反萃时若A/O比在1/4条件下工作,负载有机相中锰、钴接近完全转移至水相,需要理论反萃级数2级以上,最终水溶液
中钴含量为13.7 g/L、锰含量为17.9 g/L。
5)Aliquat336混合TBP能直接用于回收废旧三元电池正极活性材料盐酸浸出液中钴锰。
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