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应用昆山舒美超声波技术提高废旧锌锰电池中锰浸出率的方法

[导读]我国是世界上生产干电池最多的国家,约占全世界总产量的34%。其中,70%的电池为锌锰电池。昆山市超声仪器有限公司指出,我国每年报废的锌锰电池大概有60多万吨,若能将这些报废的电池回收利用,不仅能降低了环境污染,还可以有效地降低金属资源的浪费

本发明的目的在于提供一种应用超声波技术提高废旧锌锰电池中锰浸出率的方法,在废旧锌锰电池正极材料的酸浸过程中采用超声波技术,增大固、液的接触面积,加速 固、液界面的流动和交换,使固体颗粒表面保持高度活性,以缩短浸出反应时间,提高锰的浸出率。

具体步骤为: (1)原料预处理:首先将废旧的锌锰电池剖开,筛分出其正极材料;将所得的正极材 料用蒸馏水浸泡24小时后,抽滤,蒸馏水洗涤3~4次,在80 °C下干燥12小时,研磨分散后 得到预处理好的正极材料粉体。

(2)超声波强化浸出:在三口烧瓶中加入浓度为2. 0~4. 0 mol/L硫酸溶液并置于 超声波反应器中,三口烧瓶上分别加接机械搅拌装置、冷凝回流装置和温度计,启动机械搅 拌装置至400 r/min,当硫酸溶液的温度达到30~70 °C时,按浓度为2. 0~4. 0 mol/L硫酸溶 液与步骤(1)所得正极材料粉体的液固比(液体体积mL与固体质量g之比)为6~14:1的比 例向三口烧瓶中加入步骤(1)所得正极材料粉体,同时开启超声波(频率45 kHz,功率40~80 W),并加入5 mL质量百分比浓度为30%的双氧水,反应20~100分钟后,进行固液分离得到浸出液。

实验原材料:废旧的南孚牌无汞锌锰电池; 实验仪器:超声波清洗器(KQ2200DE)、电动搅拌机(SJB-S) 实施例1 : 超声波功率的影响: (1)原料预处理:首先将废旧的锌锰电池剖开,筛分出其正极材料;将所得的正极材 料用蒸馏水浸泡24小时后,抽滤,蒸馏水洗涤3次,在80 °C下干燥12小时,研磨分散后得 到预处理好的正极材料粉体。

(2)超声波强化浸出:在250 mL的三口烧瓶中加入30 mL浓度为3.0 mol/L硫酸 溶液并置于超声波反应器中,三口烧瓶上分别加接机械搅拌装置、冷凝回流装置和温度计, 启动机械搅拌装置至400 r/min,当硫酸溶液的温度达到50 °C时,按浓度为3. 0 mol/L硫 酸溶液与步骤(1)所得正极材料粉体的液固比(液体体积mL与固体质量g之比)为10:1的 比例向三口烧瓶中加入3.0 g步骤(1)所得正极材料粉体,同时开启超声波(频率45 kHz, 功率分别为40 W、50 W、60 W、70 W、80 W),并加入5 mL质量百分比浓度为30%的双氧水, 反应60分钟后,进行固液分离得到浸出液。


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