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近年来,随着现代电子通讯设备的快速普及和电动车产业的蓬勃发展,锂离子电池消费量与报废量剧增,采用先进技术冶炼回收废旧锂离子电池回收钴镍铜等有价金属,是目前急需解决的问题之一。在中央企业电动车产业联盟推动下,长沙矿冶研究院有限责任公司研究开发了“废旧锂离子电池免拆解还原熔炼—锈蚀浸出—分离回收钴镍铜有价金属新工艺。本文针对还原熔炼—雾化制粉制得的Co-Ni-Cu-Fe合金粉,开展了锈蚀浸出反应热力学条件理论分析,浸出工艺条件试验与动力学机理研究,得到如下结论:(1)在原料Co-Ni-Cu-Fe合金粉中,钴、铜、铁主要以固溶体和合金的形式存在,钴化学物相主要为金属钴,铜、镍、铁互相包裹,夹杂形成钴铜镍铁固溶体、铜钴合金、铜钴镍铁合金。(2)合金粉的铁含量是影响锈蚀浸出效果(浸出率)的重要因素。其中Co、Ni、Cu的浸出率随合金粉中Fe含量增大而降低。合金粉铁含量低,锈蚀浸出效果更好。当合金粉中含Fe量为45%时,锈蚀浸出最佳工艺条件为:粒度-0.074mm~+0.043mm,酸过量系数1.4,液固比8:1,浸出温度85℃,氧气流量0.20m3/h,搅拌转速1500r/min,反应8h,该条件下Co、Ni、Cu的浸出率分别达到98.12%、97.99%、97.81%,Fe的浸出率仅100%左右,有价金属Co、Ni、Cu与Fe分离效果良好。(3)在硫酸体系中,Co-Ni-Cu-Fe合金锈蚀浸出过程中Co浸出速度受界面化学反应控制,85℃下Co的锈蚀浸出方程为1-(1-x)1/3=0.12t,反应活化能为33.34KJ.mol-1,其锈蚀浸出速率K与T 的函数关系为:KCo=9.06exp(-4.01×103/T)。