[發(fā)明專利]一種低溫液相法選擇性回收廢舊磷酸鐵鋰正極材料中鋰的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810265723.2 | 申請日： | 2018-03-28 |
| 公開（公告）號： | CN108470952B | 公開（公告）日： | 2020-08-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張洋;鄭詩禮;范兵強(qiáng);王曉健;李平;喬珊;張盈;周宏明 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院過程工程研究所 |
| 主分類號： | H01M10/54 | 分類號： | H01M10/54;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 北京品源專利代理有限公司 11332 | 代理人： | 鞏克棟 |
| 地址： | 100190 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 低溫 液相法 選擇性 回收 廢舊 磷酸 正極 材料 方法 | ||
本發(fā)明提供了一種液相法回收廢舊磷酸鐵鋰正極材料中鋰的方法，所述方法包括以下步驟：(1)向廢舊磷酸鐵鋰正極材料中加入浸出劑，進(jìn)行液相浸出，得到漿料；(2)將步驟(1)所述漿料固液分離得到富鋰溶液與磷酸鐵渣。本發(fā)明提供的低溫液相法選擇性回收廢舊磷酸鐵鋰正極材料中鋰的方法可以對廢舊磷酸鐵鋰正極材料中的鋰選擇性提取，而不同步提取其中的磷與鐵，鋰的選擇性在98％以上，鋰的浸出率在95％以上，以得到的富鋰溶液制得的碳酸鋰產(chǎn)品純度大于98.5％；本發(fā)明提供的方法過程簡單，成本低廉，清潔環(huán)保，無廢水及廢氣排放。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于資源回收技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種回收正極材料中鋰的方法，尤其涉及一種低溫液相法選擇性回收廢舊磷酸鐵鋰正極材料中鋰的方法。
背景技術(shù)
磷酸鐵鋰正極材料(簡稱LFP)因其原料來源豐富、價(jià)廉、無毒、理論容量高、安全性高、熱穩(wěn)定性好以及循環(huán)性能好等優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注，是鋰離子動力電池的發(fā)展方向。隨著磷酸鐵鋰動力電池使用量的增加，廢舊磷酸鐵鋰電池的處置將成為新能源領(lǐng)域的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。廢舊電池正極材料若得不到安全處理，將對環(huán)境和公共安全產(chǎn)生巨大的危害。目前常規(guī)做法主要將電池經(jīng)放電、拆解后回收外皮及正負(fù)極集流體中的金屬單質(zhì)，對于回收價(jià)值最大的正極材料無合理的回收手段。廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料中含有的鋰元素為國家戰(zhàn)略金屬，同時也是緊缺資源，對外依存度大，實(shí)現(xiàn)正極材料中鋰的清潔回收具有重要意義。
磷酸鐵鋰正極材料中的有價(jià)元素主要為鋰，然而目前技術(shù)為提取鋰需將磷酸鐵鋰廢正極材料在酸性介質(zhì)中全部溶解，溶解液用氫氧化鈉中和以沉淀雜質(zhì)，對凈化液采用碳酸鈉沉淀制備碳酸鋰。該路線的可實(shí)現(xiàn)鋰的高值回收，但未流程復(fù)雜，輔助材料使用量大，殘?jiān)皬U液產(chǎn)生量大，嚴(yán)重污染環(huán)境。
CN 103280610 A公開了一種酸堿浸出法回收磷酸鐵鋰廢舊電池正極廢片中鋁、鐵和鋰的方法。該方法先拆下磷酸鐵鋰電池正極，先用堿溶解，過濾后，濾渣用混合酸液溶解，使得鐵以磷酸鐵沉淀形式存在并與炭黑等雜質(zhì)與含鋰溶液分離。含鋰溶液可加入95℃飽和碳酸鈉溶液，沉淀得到碳酸鋰。含鐵沉淀中加入酸浸出鐵離子，再加入堿液調(diào)節(jié)pH值得到Fe(OH)3。但是，所述方法先用堿后用酸分解磷酸鐵鋰正極材料，流程復(fù)雜，處理成本高；同時，鐵以磷酸鐵的形式沉淀后與炭黑等雜質(zhì)混合作為廢渣排出，未將其產(chǎn)品化，造成鐵、磷資源的浪費(fèi)。
因此，開發(fā)一種選擇性高，浸出率高的回收廢舊磷酸鐵鋰正極材料中鋰的方法，對于本領(lǐng)域意義重大。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種低溫液相法選擇性回收廢舊磷酸鐵鋰正極材料中鋰的方法，所述方法將廢舊磷酸鐵鋰正極粉在水溶液中進(jìn)行浸出，其中的鋰被選擇性置換至液相，磷與鐵仍存在于固相，從而實(shí)現(xiàn)廢舊磷酸鐵鋰正極材料中鋰的選擇性提取。所述方法可以達(dá)到很高的鋰浸出率和鋰選擇性。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供一種液相法回收廢舊磷酸鐵鋰正極材料中鋰的方法，所述方法包括以下步驟：
(1)向廢舊磷酸鐵鋰正極材料中加入浸出劑，進(jìn)行液相浸出，得到漿料；
(2)將步驟(1)所述漿料固液分離得到富鋰溶液與磷酸鐵渣。
本發(fā)明提供的液相法回收廢舊磷酸鐵鋰正極材料中鋰的方法可以在低溫下進(jìn)行，并且鋰的選擇性較高。本發(fā)明提供的液相法回收廢舊磷酸鐵鋰正極材料中鋰的方法的基本原理為具有氧化性的浸出劑在溶液中將磷酸鐵鋰中的亞鐵離子被氧化為三價(jià)，三價(jià)鐵與磷酸根形成穩(wěn)定的磷酸鐵結(jié)構(gòu)，鋰離子被釋放至浸出液中。浸出液即為富鋰溶液，雜質(zhì)含量極低，可經(jīng)簡單步驟制備碳酸鋰產(chǎn)品。
以下作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，但不作為對本發(fā)明提供的技術(shù)方案的限制，通過以下優(yōu)選的技術(shù)方案，可以更好的達(dá)到和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的和有益效果。
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