[發(fā)明專利]一種廢舊錳酸鋰和磷酸鐵鋰正極材料的綜合回收方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010148455.3
• 申請(qǐng)日: 2020-03-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111484043A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉超;傅小龍;傅子凱;劉美美;傅翔;傅志杰;鄧飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 贛州龍凱科技有限公司
• 主分類號(hào): C01D15/08
• 分類號(hào): C01D15/08;C22B26/12;C22B7/00;H01M10/54
• 代理公司: 贛州智府晟澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 36128
• 代理人: 姜建華

1.一種廢舊錳酸鋰和磷酸鐵鋰正極材料的綜合回收方法，其特征在于，該回收方法的具體步驟為：

步驟一、磷酸鐵鋰粉料調(diào)漿；將廢舊鋰電池回收的磷酸鐵鋰粉料置于密封的反應(yīng)釜a中，并加水對(duì)其攪拌成漿；

步驟二、錳酸鋰還原浸出；將廢舊鋰電池回收的錳酸鋰材料置于反應(yīng)釜b中，對(duì)其加水并攪拌成漿，之后向其加入鹽酸并攪拌，反應(yīng)產(chǎn)生氯氣；

步驟三、磷酸鐵鋰氧化浸出；向反應(yīng)釜a中加入濃鹽酸至反應(yīng)體系pH為強(qiáng)酸性，并將步驟二中產(chǎn)生的氯氣通入反應(yīng)釜a中，進(jìn)行氧化浸出，在反應(yīng)過(guò)程中持續(xù)補(bǔ)加濃鹽酸，使反應(yīng)體系的pH維持為強(qiáng)酸性；

步驟四、固液分離；將反應(yīng)釜a中的浸出漿料進(jìn)行固液分離，得到氯化鋰浸出液和磷酸鐵鋰浸出渣；將反應(yīng)釜b中的浸出漿料進(jìn)行固液分離，得到錳酸鋰浸出液和錳酸鋰浸出渣；

步驟五、洗滌；對(duì)磷酸鐵鋰浸出渣進(jìn)行洗滌，得到磷酸鐵渣及磷酸鐵鋰洗滌液；對(duì)錳酸鋰浸出渣進(jìn)行洗滌，得到碳渣及錳酸鋰洗滌液；

步驟六、中性除雜；將步驟四中固液分離得到的氯化鋰浸出液和錳酸鋰浸出液進(jìn)行混合，并向其中緩緩加入無(wú)機(jī)堿溶液至混合溶液的pH值為6.5-7.5；

步驟七、堿性除雜；向步驟六得到的溶液中緩緩加入無(wú)機(jī)堿溶液，將混合溶液的pH調(diào)至強(qiáng)堿性；

步驟八、濃縮析鈉；將步驟七得到的混合溶液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，之后再對(duì)其進(jìn)行過(guò)濾去渣，得到高濃度含鋰溶夜；

步驟九、沉鋰；向可溶性碳酸鹽和乙二胺四乙酸的混合溶液中緩緩加入步驟八中得到的高濃度含鋰溶夜，并持續(xù)攪拌使其反應(yīng)完全，之后再將其離心分離，得到分離渣，并對(duì)分離渣進(jìn)行洗滌和干燥，即回收得到電池級(jí)碳酸鋰。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊錳酸鋰和磷酸鐵鋰正極材料的綜合回收方法，其特征在于，在步驟一中，控制所述廢舊鋰電池回收的磷酸鐵鋰粉料與水的液固比為3:1-8:1，并使其攪拌時(shí)間為0.5-3.0h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊錳酸鋰和磷酸鐵鋰正極材料的綜合回收方法，其特征在于，在步驟二中，控制所述廢舊鋰電池回收的錳酸鋰材料與水的液固比為1:1-3:1，并使加入鹽酸的質(zhì)量百分濃度為10-31％，且控制鹽酸與錳酸鋰的總摩爾比為3:1-10:1，并使其攪拌反應(yīng)的時(shí)間為2-4h，攪拌反應(yīng)的溫度為常溫。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊錳酸鋰和磷酸鐵鋰正極材料的綜合回收方法，其特征在于，在步驟三中，控制所述加入濃鹽酸的質(zhì)量百分濃度為15-31％，并使反應(yīng)體系強(qiáng)酸性的pH值為0.5-5.0，并控制反應(yīng)的溫度為15-100℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊錳酸鋰和磷酸鐵鋰正極材料的綜合回收方法，其特征在于，在步驟五中，所述對(duì)磷酸鐵鋰浸出渣和錳酸鋰浸出渣進(jìn)行洗滌，控制洗滌水的溫度為25-100℃，洗滌時(shí)間為0.5-2h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊錳酸鋰和磷酸鐵鋰正極材料的綜合回收方法，其特征在于，在步驟六中，所述無(wú)機(jī)堿溶液為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鋰中的至少一種，并控制所述無(wú)機(jī)堿溶液的質(zhì)量百分濃度為5-10％，反應(yīng)溫度為10-85℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊錳酸鋰和磷酸鐵鋰正極材料的綜合回收方法，其特征在于，在步驟七中，所述無(wú)機(jī)堿溶液為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鋰中的至少一種，并控制所述無(wú)機(jī)堿溶液的質(zhì)量百分濃度為5-10％，且將所述混合溶液的pH值調(diào)至pH≥12，反應(yīng)溫度為10-90℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊錳酸鋰和磷酸鐵鋰正極材料的綜合回收方法，其特征在于，在步驟八中，控制所述蒸發(fā)濃縮的溫度為100-110℃，并使所述蒸發(fā)濃縮后溶液中Li⁺的濃度為20-30g/L。