Question

废旧锂离子池的正极材料(主要含有LiCoO2及少量的Al、Fe等)可用于回收钴、锂，工艺流程如下：

 

(1)在上述溶解过程中，S2O32-被氧化成SO42-，LiCoO2在溶解过程中发生反应的化学方程式为                    ，还原产物是           。

(2)在上述除杂过程中，通入空气的作用是       废渣的主要成分是      。

(3)“沉淀钴”和“沉淀锂”的离子方程式分别为                 。

(4)除了废渣可以回收利用外，本工艺还可回收的副产品是               。

 

Answer 1

(1)8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8CoSO4+Na2SO4+1lH2O  CoSO4

(2)将Fe2+氧化成Fe3+；Al(OH)3   Fe(OH)3

(3)Co2++2OH-=Co(OH)2；2Li+CO32-=Li2CO3

【解析】(1)正极材料主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等，加入稀H2SO4、Na2S2O3，S2O32-被氧化成SO42-，具有还原性，正极材料中只有LiCoO2具有氧化性，与反应Na2S2O3反应生成CoSO4，反应化学方程式为：8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8CoSO4+Na2SO4+11H2O，该反应中还原产物是 CoSO4，

(2)弱酸性条件下，铝离子和氢氧根离子反应生成氢氧化铝沉淀，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀，但氢氧化亚铁不稳定易被氧气氧化生成氢氧化铁沉淀，所以废渣的成分是氢氧化铝和氢氧化铁。通入空气的作用是将亚铁离子氧化生成铁离子而除去。

(3)根据工艺流程图可知，钴离子和氢氧根离子反应生成氢氧化钴沉淀，离子方程式为：Co2++2OH-=Co(OH)2↓，碳酸根离子和锂离子反应生成碳酸锂沉淀，2Li++CO32-=Li2CO3↓

(4)稀硫酸和氢氧化钠、硫代硫酸钠反应都生成硫酸钠，且硫酸钠是可溶性的，所以溶液中存在硫酸钠，则还可以得到副产物Na2SO4。