Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / КУРСОВАЯ РАБОТА, РАЗНОЕ

Литиевые химические источники тока

bogomol742 430 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 72 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 29.04.2022
ВВЕДЕНИЕ В настоящее время наблюдается постоянное увеличение количества электронных устройств, что влечет за собой значительное увеличение числа батарей, нуждающихся в безопасной утилизации. Батареи имеют разнооб-разную классификацию: никель-кадмиевые, никель-железные, никель-металлогидридные, литиевые химические источники тока (ЛХИТ) и др. Са-мые распространёнными и при этом экологически опасными являются лити-евые химические источники тока (ЛХИТ). ЛХИТ применяются в аккумуляторах мобильных телефонов и других электронных устройств. В последнее время в мире существует тенденция перехода на электромобили, в которых также используются ЛХИТ, что явля-ется одним из сдерживающих факторов распространения данных техноло-гий. Оптимальной технологии обращения с батареями еще не создано. Ча-ще всего их складируют или захоранивают. Однако в отработанных источ-никах тока содержится много ценных компонентов, которые можно исполь-зовать вторично. Одним из таких компонентов является литий, востребо-ванный во многих отраслях и процессах: в органическом синтезе, в произ-водстве химических волокон, в производстве сплавов, стекла, керамики и других отраслях. В данной работе будут рассмотрены наиболее часто встре-чаемые, литий-кобальтовые батареи (LiCoO2), так как именно им отдают предпочтение японские и китайские производители электротехники, явля-ющиеся лидерами в этой области [1]. На данный момент в России нет разработанной экологически безопас-ной технологии рециклинга отработанных источников тока. Многие из разрабатываемых способов утилизации ЛХИТ с получени-ем продуктов для вторичного использования сопровождаются образованием стоков, содержащие различные металлы и их соединения. Такие стоки мо-гут содержать нерастворимые соли, растворимые соединения металлов, а также металлы в ионной форме. В следствии чего встает вопрос об их сепарации с целью разделения и очистки полученных растворов, а также очистки сточ-ных вод после проведения процессов. Для сепарации литий-кобальтовых стоков подходят баромембранные технологии, которые предоставляют возможность выделять из растворов примеси разных размеров (от дисперсных до ионных).
Введение

ВВЕДЕНИЕ В настоящее время наблюдается постоянное увеличение количества электронных устройств, что влечет за собой значительное увеличение числа батарей, нуждающихся в безопасной утилизации. Батареи имеют разнооб-разную классификацию: никель-кадмиевые, никель-железные, никель-металлогидридные, литиевые химические источники тока (ЛХИТ) и др. Са-мые распространёнными и при этом экологически опасными являются лити-евые химические источники тока (ЛХИТ). ЛХИТ применяются в аккумуляторах мобильных телефонов и других электронных устройств. В последнее время в мире существует тенденция перехода на электромобили, в которых также используются ЛХИТ, что явля-ется одним из сдерживающих факторов распространения данных техноло-гий. Оптимальной технологии обращения с батареями еще не создано. Ча-ще всего их складируют или захоранивают. Однако в отработанных источ-никах тока содержится много ценных компонентов, которые можно исполь-зовать вторично. Одним из таких компонентов является литий, востребо-ванный во многих отраслях и процессах: в органическом синтезе, в произ-водстве химических волокон, в производстве сплавов, стекла, керамики и других отраслях. В данной работе будут рассмотрены наиболее часто встре-чаемые, литий-кобальтовые батареи (LiCoO2), так как именно им отдают предпочтение японские и китайские производители электротехники, явля-ющиеся лидерами в этой области [1]. На данный момент в России нет разработанной экологически безопас-ной технологии рециклинга отработанных источников тока. Многие из разрабатываемых способов утилизации ЛХИТ с получени-ем продуктов для вторичного использования сопровождаются образованием стоков, содержащие различные металлы и их соединения. Такие стоки мо-гут содержать нерастворимые соли, растворимые соединения металлов, а также металлы в ионной форме. В следствии чего встает вопрос об их сепарации с целью разделения и очистки полученных растворов, а также очистки сточ-ных вод после проведения процессов. Для сепарации литий-кобальтовых стоков подходят баромембранные технологии, которые предоставляют возможность выделять из растворов примеси разных размеров (от дисперсных до ионных).
Содержание

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 5 1 Устройство литиевых батарей и их применение 5 2 Экологическая опасность отработанных ЛХИТ 8 3 Экономическая целесообразность рециклинга элементов ЛХИТ 11 4 Особенности технологий утилизации ЛХИТ 13 5 Особенности использования баромембранных методов 18 Выводы по главе 1 23 ГЛАВА 2 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 24 1 Описание технологической схемы утилизации ЛХИТ 25 2 Исследования работы шаровой мельницы в режиме получения механоак-тивированных поверхностей 31 3 Экстракция лития и кобальта 46 3.1 Аппаратура, реактивы и растворы 46 3.2 Методика проведение эксперимента 46 3.3 Обсуждение результатов эксперимента 48 4 Баромембранный модуль 59 4.1 Описание технологической схемы баромембранного модуля 59 4.2 Характеристика аппаратурного оформления 60 4.3 Расчет сепарации оксалата кобальта от остаточного раствора 63 4.4 Расчет сепарации раствора после экстракции лития 64 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 67 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 68 Приложение А 71 Приложение Б 72 Приложение В 73 Приложение Г 74
Список литературы

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Гонопольский А.М, Макаренков Д.А, Назаров В.И, Клюшенкома М.И, Попов А.П. Рециклинг литийсодержащих соединений из отработанных ис-точников тока // Экология и промышленность России. Т.23 - 2019.- №5 - С. 10-15. 2. Л.Н. Ольшанская, Е.Н. Лазарева, А.П. Клепикова. Экологическкие ас-пекты утилизации литий-химических источников тока. Москва, 2015. – С. 351. 3. Aurbach D., Marovsky B., Salitra G., Markevich E., Talyossef Y., Koltypin M., Nazar L., Ellis B., Kovacheva D. Review on Electrode-electrolyte Interactions Related to Cathode Materials for Li-ion Batteries // Power Sources. 2007, - P. 491– 499. 4. G. Blasse. Philips Res. Repts. Suppl. 1964 - N3 – P. 121. 5. Web of Science – UPL: https://pointmetal.ru/punkty_priema_batareek/7- ekoprof-city-batareek.html (дата обращения: 01.12.2020) 6. K. O’Farrell, R. Veit, and D. A’Vard, “Trend analysis and market assess-ment report,” National Environment Protection Council Service Corporation - 2014. 7. Кулифеев В.К, Тарасов В.П, Криволапова О.Н. Утилизация литиевых химических источников тока. б.м. : Дом МИСиС, 2010. 8. Приказ Росприроднадзора . "Об утверждении федеральной классифи-кационного католога отходов". 22.05.2017 г. – С. 242. 9. А.Г., Сергеев. Влияние литиевых источников тока на окружающую среду в сравнении с другими источниками тока . Саратов : б.н., 1992. 10. В, Шульга А. Получение и обработка металлов: учебно-методическое пособие. б.м. : НИЯУ. МИФИ, 2011. С. 64. 11. Hydrometallurgical process for the recovery of matal values from spent lith-ium-ion batteries in citric and media . Chen X, Zhou T. 32, б.м. : Waste manag, 2014 г. P. 1083-93. 12. Preparation of LiCoO2 from spent lithium-ion batteries . Lee C.K, Rhee K.I. 109, б.м. : Journal of Power Sources, 2002 - Т. 1. - С. 17-21. 13. Daniel Alvarenga Ferreira, Luisa Martins Zimmer Prados, Daniel Majuste, Marcelo Borges Mansur. Hydrometallurgical separation of aluminium, cobalt, copper and lithium from spent Li-ion batteries.: 2009 г. 14. Torma, Stan D. BerryFrank BisDave T. EdelsteinArpad E. Method for re-cycling lithium batteries. US5523516A USA, 1995 г. 15. Adams, William McLaughlinTerry S. Li reclamation process. US5888463A USA, 2012 г. 16. Нестеров, Александр Николаевич ЕвдокимовЛеонид Васильевич. Способ утилизации отработанных литиевых источников тока. RU2676806C1 Россия, 2017. 17. Дытнерский Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация. – М.: Химия, 1978 – С.352. 18. А.П. Андрианов, А.Г. Первов. Методика определения параметров экс-плуатации ультрафильтрационных систем очистки природных вод - Москва: Серия. Критические технологии. Мембраны, 2003. 19. Котенко Иван Михайлович, Завьялов Сергей Владимирович. Система утилизации химических источников тока в виде отработанных батареек. RU 2 703 663 C1 Росиия, 2019. 20. Утилизация литий-ионных источников тока метадом механохимиче-ской деструкции. Гонопольский А.М, Макаренков Д.А, Назаров В.И, Попов А.П. 10, Москва // Экология и промышленность России - 2019. - Т. 23. - С. 16-19. 21. Назаров В.И, Гонопольский А.М, Макаренков Д.А, Клюшенкова М.И, Попов А.П. Технология утилизации отработанных литивых источников тока с получением гидроксида и карбоната лития на основе механоактивирован-ных порошков соединений кобальтаф, марганца и лития. Москва : Кокс и Химия – 2020. - №2. - С. 45. 22. В.И. Назаров, Р.А. Санду, Д.А. Макаренков, Н.Е. Николайкина. Тех-ника и технология совмещенных процессов переработки твердых отходов: учебное пособие. Москва : ИНФРА-М, 2020. 23. Оценка уровня подводимой механической энергии к композиции, при проведении механохимической активации в аппаратах измельчения. М. М. Гараев, Е. Г. Белов, А. М. Коробков, А. И. Прокопчик. Казань : б.н., 2017. 24. Энергия разрыва химических связей. Потенциалы ионизации и срад-ство к электрону. Москва : Наука, 1974. - С. 354. 25. ГОСТ Р 55845-2013 «Определение примесей химических элементов атомно-эмиссионной спектрометрией с индуктивно связанной плазмой», 2015. – 17 с. 26. Web of Science – UPL: https://faserkraft.ru/ultrafiltracionnye-membrannye- moduli/modul-uf-24-100-pvh (дата обращения: 30.05.2021) 27. Web of Science – UPL: http://www.atoll-filters.ru/product/membrana- film-tec-tw30-1812-100/ (дата обращения: 30.05.2021)
Отрывок из работы

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1 Устройство литиевых батарей и их применение Гермитичный корпус батареи состоит из металлов, иногда с примесью полимеров. Чаще всего корпус батарей выполняется из стали 12Х18Н10Т с добавлением лития [2]. Корпус иногда оснащают предохранительным кла-паном, сбрасывающим внутреннее давление при аварийных ситуациях или нарушениях условий эксплуатации. Внутри находится два электрода: отри-цательно заряженный (катод) и положительно заряженный (анод). В каче-стве катода используется медь, а в качестве анода – алюминий. Между электродами находится проводящая электрический ток среда. Чаще всего в качестве проводников (электролитов) в батареях используются органические безводные эфиры (этиленкарбонат, диэтилкарбонат) с приме-сью одной из солей лития (LiPF6, LiCI4, LiAsF6, LiBF4), концентрацией 1М. К электролитам предъявляются следующие требования: способность выдержи-вать окислительно-восстановительные реакции, протекающие между анодом и катодом, иннертность и высокая стабильность при градиенте температур [3]. В среде эфира находятся отрицательные пластины, которые в настоящее время производятся из графита, являющийся анодным материалом, а также оксид литий-кобальта (LiCoO2), катод, который представляет основную зна-чимость при рециклинге батарей и является катодным материалом. На его поверхности обычно образуется из нерастворимых продуктов (оксид лития, карбонат лития, галогениды лития) [4]. В молекуле кобольтата лития Li и Co образуют октаэндрический комплекс и чередуются слоями, выстраиваясь в виде шестиугольной симметрии Рисунок 1.
Условия покупки ?
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Курсовая работа, Разное, 24 страницы
250 руб.
Курсовая работа, Разное, 41 страница
350 руб.
Курсовая работа, Разное, 16 страниц
230 руб.
Курсовая работа, Разное, 36 страниц
350 руб.
Курсовая работа, Разное, 17 страниц
299 руб.
Курсовая работа, Разное, 13 страниц
240 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg