本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用超聲波技術(shù)提高廢舊鋅錳電池中錳浸出率的方法,在廢舊鋅錳電池正極材料的酸浸過(guò)程中采用超聲波技術(shù),增大固、液的接觸面積,加速 固、液界面的流動(dòng)和交換,使固體顆粒表面保持高度活性,以縮短浸出反應(yīng)時(shí)間,提高錳的浸出率。
具體步驟為: (1)原料預(yù)處理:首先將廢舊的鋅錳電池剖開(kāi),篩分出其正極材料;將所得的正極材 料用蒸餾水浸泡24小時(shí)后,抽濾,蒸餾水洗滌3~4次,在80 °C下干燥12小時(shí),研磨分散后 得到預(yù)處理好的正極材料粉體。
(2)超聲波強(qiáng)化浸出:在三口燒瓶中加入濃度為2. 0~4. 0 mol/L硫酸溶液并置于 超聲波反應(yīng)器中,三口燒瓶上分別加接機(jī)械攪拌裝置、冷凝回流裝置和溫度計(jì),啟動(dòng)機(jī)械攪 拌裝置至400 r/min,當(dāng)硫酸溶液的溫度達(dá)到30~70 °C時(shí),按濃度為2. 0~4. 0 mol/L硫酸溶 液與步驟(1)所得正極材料粉體的液固比(液體體積mL與固體質(zhì)量g之比)為6~14:1的比 例向三口燒瓶中加入步驟(1)所得正極材料粉體,同時(shí)開(kāi)啟超聲波(頻率45 kHz,功率40~80 W),并加入5 mL質(zhì)量百分比濃度為30%的雙氧水,反應(yīng)20~100分鐘后,進(jìn)行固液分離得到浸出液。
實(shí)驗(yàn)原材料:廢舊的南孚牌無(wú)汞鋅錳電池; 實(shí)驗(yàn)儀器:超聲波清洗器(KQ2200DE)、電動(dòng)攪拌機(jī)(SJB-S) 實(shí)施例1 : 超聲波功率的影響: (1)原料預(yù)處理:首先將廢舊的鋅錳電池剖開(kāi),篩分出其正極材料;將所得的正極材 料用蒸餾水浸泡24小時(shí)后,抽濾,蒸餾水洗滌3次,在80 °C下干燥12小時(shí),研磨分散后得 到預(yù)處理好的正極材料粉體。
(2)超聲波強(qiáng)化浸出:在250 mL的三口燒瓶中加入30 mL濃度為3.0 mol/L硫酸 溶液并置于超聲波反應(yīng)器中,三口燒瓶上分別加接機(jī)械攪拌裝置、冷凝回流裝置和溫度計(jì), 啟動(dòng)機(jī)械攪拌裝置至400 r/min,當(dāng)硫酸溶液的溫度達(dá)到50 °C時(shí),按濃度為3. 0 mol/L硫 酸溶液與步驟(1)所得正極材料粉體的液固比(液體體積mL與固體質(zhì)量g之比)為10:1的 比例向三口燒瓶中加入3.0 g步驟(1)所得正極材料粉體,同時(shí)開(kāi)啟超聲波(頻率45 kHz, 功率分別為40 W、50 W、60 W、70 W、80 W),并加入5 mL質(zhì)量百分比濃度為30%的雙氧水, 反應(yīng)60分鐘后,進(jìn)行固液分離得到浸出液。