废旧钴酸锂材料选择性硫化过程转化行为研究

摘要

废旧LiCoO_(2)电池资源化利用对缓解我国锂钴资源短缺具有重要意义。分析硫磺气体选择性硫化LiCoO_(2)的热力学过程,探讨温度、硫磺量、总压力、添加剂等因素对LiCoO_(2)硫化转化行为和物相转变规律。结果表明,在温度≤600℃条件下,调节气氛的氧分压P(O_(2))和硫磺分压P(S_(2))可调控Li-Co-S-O体系不同物相的稳定区域,实现LiCoO_(2)选择性硫化和产物调控,且避免SO_(2)等气体的产生。降低体系总压P可降低选择性硫化LiCoO_(2)的反应温度,添加固体碳、铁和氧化铁等将显著影响硫化产物中锂和钴的存在形式。添加FeS_(2)或SO_(2)气体可代替S_(2)气体的硫化作用,对硫化产物中锂和钴的稳定存在形式没有明显影响。气体选择性硫化LiCoO_(2)试验结果验证了计算结果,LiCoO_(2)硫化增重初期SO_(2)利用率约为75%。