原标题：西安建筑科技大学李林波教授团队：疏水性低共熔溶剂分离废旧锂离子电池浸出液中Fe(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)《中国有色金属学报》重点推荐

　　何喜红,李聪,李林波等.疏水性低共熔溶剂分离废旧锂离子电池浸出液中Fe(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)[J].中国有色金属学报,2023,33(06):1947-1956.

　　近年来，随着锂离子电池需求量的急剧增长，废旧锂离子电池的数量也随之增加。对这些废旧电池的有效回收，不仅可以产生可观的经济和资源效益，也可减轻其对生态环境和人类健康的潜在危害。湿法技术是回收废旧锂离子电池中有价金属的主要方法，其通过预处理、浸出等环节，将锂离子电池中的Li(Ⅰ)、Co(Ⅱ)等元素溶解于浸出液中，但在实际的操作过程中，少量的杂质金属离子Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)也将进入浸出液。因此，要提取高纯度的Li、Co等产品，必须对含杂质金属离子的浸出液进行分离纯化处理。萃取法是湿法冶金中一种常见的分离纯化方法，具有对杂质离子的选择性高，目标金属损失量少的优点。但传统的萃取体系存在易燃、操作环境差的缺点。低共熔溶剂(DES)是由一定化学计量比的氢键受体和氢键供体组合而成的新型溶剂，具有挥发性低、不易燃烧、容易调控等优点，可以解决传统萃取体系所存在的上述问题。作者分别以麝香草酚和三辛基甲基氯化铵作为氢键供体和氢键受体，制备出一种新型的疏水性低共熔溶剂(HDES)，研究其去除钴酸锂正极材料浸出液中Fe(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的性能，为锂离子电池的回收提供新方法。

　　制备了一种新型的疏水性低共熔溶剂(HDES)，以该HDES为萃取剂，建立了从钴酸锂正极材料浸出液中分离Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)的工艺，阐明了HDES萃取Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)的机理，为废旧锂离子电池浸出液中Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)的去除提供了新方法。

　　麝香草酚与三辛基甲基氯化铵是否形成DES采用1H-NMR表征，如图1所示，纯麝香草酚羟基氢的化学位移为9.02 ppm，麝香草酚与三辛基甲基氯化铵加热混合后，混合物中麝香草酚羟基H的化学位移向低场移动，并且对于不同摩尔比的混合物，麝香草酚比例越低，化学位移越大，这表明麝香草酚与三辛基甲基氯化铵之间形成了氢键，即两者的混合物为DES，并且三辛基甲基氯化铵的浓度越高，Cl−浓度越高，对氢离子的诱导作用越强，化学位移移动越大。

　　以麝香草酚与三辛基甲基氯化铵制备的HEDS为萃取剂，建立了从钴酸锂正极材料浸出液中分离Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)的工艺，如图2所示，首先，在浸出液中加入氯化钠，调节Cl−浓度至3 mol/L，然后在室温条件下采用该HDES萃取Fe(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)。萃入HDES相中的Fe(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)采用1 mol/L Na2SO4-0.5 mol/L H2SO4的混合溶液反萃。其中，萃取段进行三级错流萃取，Fe(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的萃取率大于99.7%，反萃段进行三级错流反萃，Fe(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的反萃率大于99.3%。

　　图3 Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)和Co(Ⅱ)在水相与HDES相中的紫外−可见吸收光谱

　　(1) 三辛基甲基氯化铵与麝香草酚组成的HDES作为一种新型的疏水性低共熔溶剂，能够在Cl −体系中实现Fe(Ⅲ)/Co(Ⅱ)及Cu(Ⅱ)/Co(Ⅱ)的有效分离。

　　(3) 与传统的季铵盐萃取体系类似，HDES萃取Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)的机理为阴离子交换。

　　李林波，教授，博士/硕士生导师，西安建筑科技大学冶金工程学院院长，长期有色冶金的研究，获批多项国家基金及省部级项目。获省部级奖3项，授权专利16项，发表文章50余篇。任中国有色金属学会环境保护学术委员会委员，全国安全生产标准化技术委员会第一届冶金有色安全分技术委员会，中国有色金属产业技术创新战略联盟专家委员会委员，陕西省金属学会理事，陕西省有色金属学会冶炼分会主任等社会兼职。

　　方钊，教授，硕士/博士导师，主要从事冶金废弃物绿色高值化利用、冶金过程强化等方面研究工作。先后主持国家自然科学基金项目4项、省部级科研项目3项、主持及参与横向课题20余项，发表学术论文30余篇。任中国有色金属学会熔盐化学与技术专业委员会委员，中国金属学会熔盐化学与技术分会委员，陕西省有色金属学会冶炼分会秘书等社会兼职。

　　何喜红，西安建筑科技大学副教授，硕士导师。本科毕业于兰州大学，硕士和博士毕业于清华大学。主要从事湿法冶金方面的工作。参与国家自然科学基金重大项目1项，主持省部级项目3项，完成了横向项目8项，发表SCI论文10余篇，授权发明专利6项。

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