过程工程学报 ›› 2025, Vol. 25 ›› Issue (7): 717-727.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224310
陈世梁1,2,3, 管修涛1, 樊友奇1,2,3*, 王鑫1, 郭志鹏1, 李虎1, 谭文龙1, 丁超1, 吴健1, 赵森1, 姚永林1,2,3
Shiliang CHEN1,2,3, Xiutao GUAN1, Youqi FAN1,2,3*, Xin WANG1, Zhipeng GUO1, Hu LI1, Wenlong TAN1, Chao DING1, Jian WU1, Sen ZHAO1, Yonglin YAO1,2,3
摘要: 短流程回收废旧锂离子电池中的有价金属是保障新能源产业原料供给的重点挑战方向。本工作基于硫化法基本原理,采用Factsage 7.3热力学软件,对三类典型硫化剂[S8、SO2、硫化矿(FeS, CuFeS2, ZnS)]硫化正极材料LiCoO2的过程开展热力学分析,系统研究了硫化温度、硫化剂用量对硫化产物的影响。结果表明,上述硫化剂在热力学上均可实现对LiCoO2的硫化,Li被硫化成水溶性的Li2S或Li2SO4,Co则生成难溶于水的硫化物或氧化物,结合浸出分离实验可实现Li与Co的高效分离。硫化回收实验研究表明,三类硫化剂对LiCoO2均可实现不同程度的硫化,其中S8受反应动力学影响,硫化效果最差,硫化率仅为2.51%;SO2单独作为硫化剂时硫化效果较差,硫化率为34.07%,而与还原剂C协同作用时,硫化率显著提升至72.03%;硫化矿中,ZnS的硫化效果最优,硫化率达96.14%,CuFeS2和FeS的硫化效果则相对较差。本研究可为短流程回收废旧锂离子电池中的有价金属提供新思路。