Question

廢舊鋰離子池的正極材料(主要含有LiCoO₂及少量的Al、Fe等)可用于回收鈷、鋰，工藝流程如下：

(1)在上述溶解過程中，S₂O₃^2-被氧化成SO₄^2-，LiCoO₂在溶解過程中發生反應的化學方程式為                   ，還原產物是          。
(2)在上述除雜過程中，通入空氣的作用是      廢渣的主要成分是     。
(3)“沉淀鈷”和“沉淀鋰”的離子方程式分別為                。
(4)除了廢渣可以回收利用外，本工藝還可回收的副產品是              。

Answer 1

(1)8LiCoO₂+Na₂S₂O₃+11H₂SO₄=4Li₂SO₄+8CoSO₄+Na₂SO₄+1lH₂O  CoSO₄
(2)將Fe²⁺氧化成Fe³⁺；Al(OH)₃  Fe(OH)₃
(3)Co²⁺+2OH^-=Co(OH)₂；2Li+CO₃^2-=Li₂CO₃

(1)正極材料主要含有LiCoO₂及少量Al、Fe等，加入稀H₂SO₄、Na₂S₂O₃，S₂O₃^2-被氧化成SO₄^2-，具有還原性，正極材料中只有LiCoO₂具有氧化性，與反應Na₂S₂O₃反應生成CoSO₄，反應化學方程式為：8LiCoO₂+Na₂S₂O₃+11H₂SO₄=4Li₂SO₄+8CoSO₄+Na₂SO₄+11H₂O，該反應中還原產物是 CoSO₄，
(2)弱酸性條件下，鋁離子和氫氧根離子反應生成氫氧化鋁沉淀，亞鐵離子和氫氧根離子反應生成氫氧化亞鐵沉淀，但氫氧化亞鐵不穩定易被氧氣氧化生成氫氧化鐵沉淀，所以廢渣的成分是氫氧化鋁和氫氧化鐵。通入空氣的作用是將亞鐵離子氧化生成鐵離子而除去。
(3)根據工藝流程圖可知，鈷離子和氫氧根離子反應生成氫氧化鈷沉淀，離子方程式為：Co²⁺+2OH^-=Co(OH)₂↓，碳酸根離子和鋰離子反應生成碳酸鋰沉淀，2Li⁺+CO₃^2-=Li₂CO₃↓
(4)稀硫酸和氫氧化鈉、硫代硫酸鈉反應都生成硫酸鈉，且硫酸鈉是可溶性的，所以溶液中存在硫酸鈉，則還可以得到副產物Na₂SO₄。