[發明專利]一種磷酸鐵鋰廢料的資源化處理工藝

在審

• 申請號: 201711292205.1
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN107857244A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 蔣央芳
• 申請（專利權）人: 蔣央芳
• 主分類號: C01B25/37
• 分類號: C01B25/37;C01D15/08;C01F7/02;B82Y40/00
• 代理公司: 溫州市品創專利商標代理事務所(普通合伙)33247
• 代理人: 程春生

1.一種磷酸鐵鋰廢料的資源化處理工藝，其特征在于，為以下步驟：

(1)將磷酸鐵鋰廢料加入堿溶液在70-85℃下攪拌溶解2-3小時，然后過濾，得到含鋁溶液和第一濾渣；

(2)將第一濾渣加入硫酸溶液中，在85-90℃攪拌反應3-4小時，同時在反應過程連續勻速加入鐵粉，反應至溶液的pH為2.0-2.5，然后加入鹽酸羥胺使得反應體系中鹽酸羥胺的濃度為0.01-0.02mol/L，然后過濾，得到第一濾液和第二濾渣；

(3)將第一濾液在溫度為50-55℃，攪拌速度為300-350r/min，加入雙氧水，加入雙氧水的時間為1-1.5小時，然后升溫至90-95℃繼續攪拌1-2小時，然后過濾，得到第二濾液和第三濾渣，將第三濾渣按照固液比1:2加純水漿化得到漿化料，然后配制4-5mol/L的磷酸溶液，然后將漿化料體積的1/4加入到磷酸溶液中，升溫至溫度為95-100℃，500-800r/min高速攪拌1-3小時至溶液變為澄清，然后再將剩余的漿化料體積的3/4加入其中，再在溫度為95-100℃，500-800r/min高速攪拌下繼續反應1-3小時，至物料的顏色變為白色略粉后停止反應，然后過濾，得到的磷酸母液單獨收集，然后純水洗滌至洗滌水的pH為6-6.5為止，然后經過烘干、除鐵、篩分得到電池級磷酸鐵；

(4)將第二濾液在溫度為80-85℃，加入氧化鎂調節溶液的pH為5-6，然后攪拌反應1-2小時后過濾，得到含鐵的濾渣和第三濾液，將第三濾液加入尿素，在溫度為85-95℃下反應，維持終點的pH為9-9.5，過濾，得到粗制碳酸鋰晶體和第四濾液；

(5)將步驟(4)得到的粗制碳酸鋰加水漿化，在密封反應釜內抽真空并維持壓力為5000-8000Pa然后加熱至水完全沸騰，然后在沸騰條件下反應2-3小時，然后過濾，得到碳酸鎂濾渣及氫氧化鋰和氧化鋰的混合溶液，將氫氧化鋰和氧化鋰的混合溶液在溫度為90-95℃下通入CO₂，反應至終點pH為9-9.5，得到電池級碳酸鋰。

2.根據權利要求1所述的一種磷酸鐵鋰廢料的資源化處理工藝，其特征在于：所述步驟(1)得到的含鋁溶液加入十二烷基苯磺酸鈉與聚乙二醇，使得溶液中的十二烷基苯磺酸鈉的濃度為0.01-0.015mol/L，聚乙二醇的濃度為0.01-0.015mol/L，然后與氯化鋁銨溶液、酸堿調節劑并流加入底液中，反應溫度為30-35℃，底液為pH為9.5-10的碳酸銨與氨水的混合溶液，維持滴加過程pH為9.5-10，加入時間為1-2小時，滴加完畢繼續反應0.5-1小時，然后過濾，濾渣經過洗滌后在80-85℃烘干，氣流破碎后，在950-1050℃下煅燒得到納米氧化鋁。

3.根據權利要求1所述的一種磷酸鐵鋰廢料的資源化處理工藝，其特征在于：所述步驟(1)中磷酸鐵鋰廢料中的鋁與堿溶液中氫氧根的摩爾比為1:1.05-1.1，堿溶液的濃度為0.5-1mol/L。

4.根據權利要求1所述的一種磷酸鐵鋰廢料的資源化處理工藝，其特征在于：所述步驟(2)中加入的鐵粉與第一濾渣中磷酸根的摩爾比為0.05-0.1:1，硫酸溶液的濃度為2.5-4mol/L，反應得到的第二濾渣返回第一濾渣中繼續溶解。

5.根據權利要求1所述的一種磷酸鐵鋰廢料的資源化處理工藝，其特征在于：所述步驟(3)雙氧水與第一濾液中亞鐵離子的摩爾比為1.1-1.15:2，雙氧水的質量分數為25-30％，加入的磷酸溶液中的磷酸與第三濾渣中鐵離子的摩爾比為0.3-0.35:1。

6.根據權利要求1所述的一種磷酸鐵鋰廢料的資源化處理工藝，其特征在于：所述步驟(3)中得到的磷酸母液經過濃縮至濃度為4-5mol/L后返回繼續使用。

7.根據權利要求1所述的一種磷酸鐵鋰廢料的資源化處理工藝，其特征在于：所述步驟(4)中尿素與第三濾液中鋰離子的摩爾比為4-5:1，所述第四濾液與第三濾液混合后繼續反應，至第四濾液中的鋰離子含量低于100ppm后外排。

8.根據權利要求1所述的一種磷酸鐵鋰廢料的資源化處理工藝，其特征在于：所述步驟(5)中的碳酸鎂濾渣返回與第一濾渣混合繼續溶解，碳酸鎂濾渣中的鋰含量低于100ppm外排。