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化学工业与工程
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玻璃钢/复合材料
2021年 38卷 6期
刊出日期 2021-11-15
目录
“电池材料与资源循环利用”专题
化工过程与设备
能源与环境化工
目录
0
目录
2021 Vol. 38 (6): 0-0 [
摘要
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274
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772KB] (
817
)
“电池材料与资源循环利用”专题
1
徐盛明
序：电池材料与资源循环利用
2021 Vol. 38 (6): 1-1 [
摘要
] (
299
) [
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526KB] (
952
)
2
刘东旭, 蔡牧涯, 陈翔, 谢宏伟, 宁志强, 尹华意
废旧锂离子电池负极材料再生和利用进展
随着电动汽车市场的蓬勃发展，将产生大量的废旧动力电池。考虑到有害废弃物对环境的污染以及资源的稀缺，废旧锂离子电池的回收具有重要的经济价值和现实意义。近年来正极材料（比如高价值金属钴、镍和锂等）的回收已经取得了可观的进展，但对附加值较低的负极材料（主要是石墨）的再生却鲜有提及。然而，考虑到碳材料的广泛应用，负极中高于环境丰度的锂含量，有关负极材料的回收自2016年来也引起了重视。因此，总结了锂离子电池石墨负极材料回收的研究进展，从能源、环境和资源成本等角度分析了包括直接物理回收、热处理回收、湿法回收、热处理和湿法回收相结合、萃取法和电化学法等各个回收路线的优势和不足；此外，对回收负极材料在储能和制备功能材料领域的再利用做出扼要重述。在此基础上，提出了回收锂离子电池石墨负极的挑战和未来前景，指出负极的回收应从绿色化学的理念出发，设计低能耗、环境友好的回收路线。
2021 Vol. 38 (6): 2-12 [
摘要
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516
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3408KB] (
2623
)
13
王维宙, 宋洁, 李荐, 王利华, 赵小勇
退役磷酸铁锂材料资源化再利用研究进展
磷酸铁锂电池的产量随着新能源汽车的推广而逐年增加，相应的退役磷酸铁锂电池也大量产生，若不及时处理将会造成环境污染和资源浪费。介绍近几年来退役磷酸铁锂材料资源化再利用的研究进展，包括退役磷酸铁锂材料与集流体分离技术和退役磷酸铁锂材料的再利用技术，其中，退役磷酸铁锂材料的再利用技术包括元素选择性提取、退役磷酸铁锂材料再生等方面，分析了各工艺的优势与不足，最后展望了未来退役磷酸铁锂材料资源化再利用的发展方向。
2021 Vol. 38 (6): 13-22 [
摘要
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352
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1238KB] (
1644
)
23
江友周, 王宜, 李淑珍, 闫姝璇, 周涛, 陈湘萍
退役锂电池有价金属湿化学分离技术研究进展
随着锂离子电池行业的快速发展，废旧锂离子电池数量将呈现爆炸式增长趋势，从废旧锂离子电池中资源化回收有价金属对经济和环境都具有显著意义。为了实现废旧锂电池过程中各种有价金属（锂、钴、镍、锰等）高效无害化分离回收，针对各种金属离子的湿化学分离技术进行系统性总结，介绍了各类技术在浸出液中金属离子分离的应用工艺和发展现状，主要包括化学沉淀法、溶剂萃取法、吸附分离法、膜分离法和电沉积分离法等。分析了废旧锂电池有价金属分离过程中各类技术优缺点、关键性问题和发展趋势，表明当前分离技术关键点在于有价金属性质相似导致提纯困难、分离试剂昂贵导致工艺成本加大等，各种分离技术发展趋势在于开发新型低成本、环境友好的分离技术。
2021 Vol. 38 (6): 23-33 [
摘要
] (
380
) [
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2183KB] (
2175
)
34
黄金凤, 韩昀晖, 胡玲, 陈梦君, 舒建成, 王蓉
LiCoO
2
材料的电化学制备及回收研究进展
LiCoO
2
电池自商业化以来，在人们的生产和生活中发挥重要作用。电化学法具有简单、高效、环保等特点，被广泛应用于LiCoO
2
材料的制备和回收。综述了电化学法制备和回收LiCoO
2
材料的研究现状，重点阐述了电化学制备LiCoO
2
材料的方法、原理及产物的电化学性能等，以期为电化学方法在制备和回收LiCoO
2
材料领域的发展提供基础。
2021 Vol. 38 (6): 34-45 [
摘要
] (
329
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4771KB] (
1561
)
46
苑鹏, 马颢菲, 沈伯雄, 纪志永
核桃壳低温还原辅助废NCM正极金属浸出的研究
针对废旧三元锂离子电池中有价金属进行高效回收的瓶颈问题，本研究提出以生物质为还原剂的低温碳热还原强化正极材料中有价金属浸出的方法，探讨了核桃壳作为还原剂的低温碳热还原预处理对废旧NCM523正极金属浸出回收效率的影响。结果表明，在450~500℃的较低温区，混合物较核桃壳或废旧NCM523存在明显的相变峰，还原产物中的Li
2
CO
3
经水洗后即可高效回收；再经柠檬酸酸洗后，Ni、Co和Mn分别有45.53%、47.49%和90.08%进入到酸洗液中而实现浸提回收。
2021 Vol. 38 (6): 46-52 [
摘要
] (
274
) [
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5354KB] (
836
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53
马超群, 黄海港, 何利华
盐湖提锂知识图谱分析——Citespace可视化分析
随着新能源产业的快速发展，锂的需求量激增，由此盐湖提锂也越来越受到人们的重视。本论文基于WOS数据库和文献可视化分析软件Citespace，对1999—2020年盐湖提锂领域文献进行系统地分析，结果表明：该领域经过数十年的积累，正处于高速发展阶段；我国在该领域的研发实力处于领先地位，拥有强劲的研究机构，但跨机构的合作较少。目前，盐湖卤水提锂方法主要有：离子交换吸附法、膜分离法、溶剂萃取法和电化学法等，其中电化学法作为一种新兴技术受到了广泛关注，是未来极具发展潜力的提锂方法之一。
2021 Vol. 38 (6): 53-64 [
摘要
] (
317
) [
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4212KB] (
1337
)
65
翁雅青, 晏南富, 崔红敏, 王爽
废旧混合锂电池正极材料还原酸浸行为研究
针对废旧混合锂电池正极材料中有价金属元素镍钴锰的高效分离浸出，设计开发了2种不同混合废料体系：LiCoO
2
与Li （Ni
1/3
Co
1/3
Mn
1/3
） O
2
、LiMn
2
O
4
与Li （Ni
1/3
Co
1/3
Mn
1/3
） O
2
，研究了还原剂用量、硫酸初始浓度、浸出温度、液固比对浸出过程的影响。LiCoO
2
与Li （Ni
1/3
Co
1/3
Mn
1/3
） O
2
混合废料较适宜浸出参数为：浸出温度80℃、反应时间90 min、H
2
SO
4
浓度2.3 mol·L
-1
，液固比
R
=8 mL·g
-1
、还原剂Na
2
SO
3
用量=1.2倍理论量；LiMn
2
O
4
与Li （Ni
1/3
Co
1/3
Mn
1/3
） O
2
组成的混合废料的较适宜浸出实验参数为：浸出温度60℃、反应时间90 min、H
2
SO
4
浓度2.3 mol·L
-1
，
R
=8 mL·g
-1
、还原剂Na
2
SO
3
用量=1.2倍理论量。得到的浸出规律为混合锂离子电池正极废料回收工艺的广泛适应性提供了参考思路。
2021 Vol. 38 (6): 65-73 [
摘要
] (
272
) [
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11379KB] (
868
)
化工过程与设备
74
郭戎威, 付涛涛, 朱春英, 马友光
微通道内气-液两相流及并行放大的研究进展
微化工技术从基础研究到工业应用的关键步骤是过程放大。为了实现产品的高通量、易控制和连续生产，微化工过程的研究主要集中于单通道内多相流的稳定性和微通道的并行放大。对单微通道内气液两相流的流型及其对传质的影响进行了综述，阐明了微通道内气液两相流的流动稳定性和传质高效性。同时，综述了微化工技术的应用现状，证明了微化工技术在工业化应用中的潜力。此外，综述了对称并行放大和非对称并行放大2种基本并行放大方式的研究进展，对其中的流体分布及其对传质的影响进行了总结。最后，对未来的研究方向进行了展望。
2021 Vol. 38 (6): 74-86 [
摘要
] (
273
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3420KB] (
1818
)
能源与环境化工
87
刘松涛, 赵术春, 王逸飞, 李韡
高黏度生物原油的乳化及燃烧性能研究
利用畜禽废弃物水热液化制备的生物原油的残余物，因黏度大、流动性差、易聚合等特点，难以再利用。针对这一问题，设计研制了不同定-转子结构参数的齿合型高剪切混合器，研究了不同转子直径、剪切间隙、齿数和齿长等结构参数对所制备的乳化样品中液滴大小的影响；进而，采用优选的高剪切混合器，考察了乳化操作时间、转子转速、生物原油含量等因素对乳化效果的影响，并测定了乳化样品的燃烧性能。结果表明，随着转子转速的增加或操作时间的延长，生物原油乳化样品中液滴尺寸显著降低；在转子转速为7 700 r·min
-1
，高剪切混合乳化操作时间30 min时，生物原油质量分数10%的乳化样品中液滴直径低于10 μm；乳化样品的燃烧性能显著提升，生物原油质量分数15%的高剪切混合乳化样品的燃烧效率达到95.3%，但是生物原油含量继续增大会使燃烧效率下降。
2021 Vol. 38 (6): 87-94 [
摘要
] (
270
) [
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6659KB] (
1006
)
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