Question

【題目】一種從廢舊鋰電池中回收Li2SO4、CuSO4、CoSO4等有價金屬的工藝流程如下：

已知：“鹽水浸泡”是將廢舊鋰電池置于食鹽水中浸泡放電；“氨性浸出”時溶液呈弱堿性。

回答下列問題：

(1)“鹽水浸泡”進行放電，放電的目的是________________________。

(2)“預焙燒”的目的是____________________，可用于吸收該過程產生的尾氣的試劑是____________________。

(3)“硫酸銨焙燒”時，硫酸銨的作用是______________________________；“H2SO4吸收處理尾氣”后的溶液可循環利用，則“硫酸銨焙燒”時的尾氣中含___________(填化學式)。

(4)“氨性浸出”時，通入空氣的目的是__________________________。

(5)“氨性浸出”時，Cu單質被浸出為[Cu(NH3)4]SO4，該反應的離子方程式為____________。

Answer 1

【答案】保證拆解時的安全(或其他合理答案) 除去有機物及碳(或除去塑料隔膜及碳) NaOH濃溶液(或其他合理答案) 提供將氧化物轉化為硫酸鹽 NH3 促進Cu的溶解(或其他合理答案)

【解析】

回收處理首先進行廢舊鋰電池的放電，目的是防止在電池拆解過程中，發生短路引起火災、爆炸事故的發生；拆解后的塑料薄膜包裹著LiCoO2、Cu及少量的Al2O3和C，“預焙燒”的目的是除去塑料隔膜及炭，該過程產生的尾氣是二氧化碳；“硫酸銨焙燒”后將氧化物轉化為硫酸鹽并產生尾氣NH3；最后一步“氨性浸出”時，Cu單質被浸出為[Cu(NH3)4]SO4。

(1) 回收處理的第一步是進行廢舊鋰電池的放電，目的是防止在電池拆解過程中，發生短路引起火災、爆炸事故的發生；

(2)拆解后的塑料薄膜包裹著LiCoO2、Cu及少量的Al2O3和C，“預焙燒”的目的是除去塑料隔膜及碳；該過程產生的尾氣是二氧化碳，則可用于吸收該過程產生的尾氣的試劑是NaOH溶液或者其他的強堿溶液；

(3)“硫酸銨焙燒”前，混合物為LiCoO2、Cu及少量的Al2O3和C，焙燒后混合物為硫酸鹽和Cu，所以硫酸銨的作用是：提供將氧化物轉化為硫酸鹽；H2SO4吸收的尾氣應該為堿性氣體，中學里面只學了一種堿性氣體NH3，根據題目中H2SO4吸收尾氣后的溶液可循環利用，判斷其為硫酸銨溶液，所以“硫酸銨焙燒”時的尾氣中含NH3；

(4)觀察流程圖可知，氨性浸出前后的物質變化為：Cu和CuSO4變為[Cu(NH3)4]SO4，所以“氨性浸出”時，通入空氣的目的是促進Cu的溶解，使其轉化為[Cu(NH3)4]SO4；

(5)“氨性浸出”時，Cu單質被浸出為[Cu(NH3)4]SO4，因“氨性浸出”時溶液呈弱堿性可判斷，“氨性浸出”時體系中通入NH3，所以“氨性浸出”的反應物含Cu、O2（由空氣提供）和NH3，生成物含[Cu(NH3)4]SO4，根據原子守恒和電荷守恒書寫出該反應的離子方程式為：