[發明專利]一種從廢舊磷酸鐵鋰電池中回收鋰的方法、以及回收鋰和磷酸鐵的方法

有效

• 申請號: 202010553953.6
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111675203B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 高潔;夏永高
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C01B25/37
• 分類號: C01B25/37;C01D15/08;C22B7/00;C22B26/12;H01M10/0525;H01M10/54
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 豆貝貝

1.一種從廢舊磷酸鐵鋰電池中回收鋰和磷酸鐵的方法，其特征在于，包括以下步驟：

a)將正負極粉與水混合調漿，得到調漿液1；

b)將所述調漿液1與濃硫酸、雙氧水混合反應后，固液分離，得到一次浸出液和一次含碳鐵磷渣；

c)將正負極粉與一次浸出液混合調漿，得到調漿液2；

d)將所述調漿液2與濃硫酸、雙氧水混合反應后，固液分離，得到二次浸出液和二次含碳鐵磷渣；

e)利用堿性物質將所述二次浸出液的pH調至11～12.5反應后，固液分離，得到除雜液；

f)將所述除雜液與碳酸鈉反應，形成碳酸鋰；

所述正負極粉通過以下方式獲得：

將廢舊磷酸鐵鋰電池中拆解的正負極片進行焙燒和粉碎篩分，得到銅鋁混合粉和正負極粉；

K2)將所述一次含碳鐵磷渣及二次含碳鐵磷渣與水混合調漿，得到調漿液；

K3)將所述調漿液與酸液混合反應后，固液分離，得到第一分離液；

所述酸液的添加量為：酸液中酸性化合物與調漿液中FePO₄的化學計量比的0.9～2倍；

K4)將所述第一分離液與鐵粉混合反應后，固液分離，得到第二分離液；

K5)采用離子交換樹脂對所述第二分離液進行離子交換除鋁后，加入FeSO₄·7H₂O或H₃PO₄調節體系中磷鐵摩爾比至(1～2)∶1，得到原料液；

所述離子交換樹脂為強酸性陽離子交換樹脂；

所述離子交換樹脂中顆粒粒徑為0.42～1.2mm；

所述離子交換中控制吸附的流速為1～5BV/h；

K6)將所述原料液與雙氧水、氨水混合反應，形成磷酸鐵；

所述氨水的添加量為使混合體系的pH值為2.5～3。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步驟K2)中：

所述一次含碳鐵磷渣及二次含碳鐵磷渣的總質量與水的固液質量比為1∶(1～4)；

所述混合調漿的時間為10～30min；

所述步驟K3)中：

所述酸液為濃硫酸或濃磷酸；

所述反應的時間為0.5～2.5h。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步驟K4)中：

所述鐵粉的添加量為：鐵的摩爾量為所述第一分離液中Cu²⁺摩爾量的1～5倍；

所述反應的時間為0.5～2.5h。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟K6)中：

所述雙氧水的添加量為：雙氧水中H₂O₂與原料液中Fe²⁺的化學計量比的1～2倍；

所述反應的溫度為40～70℃。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟b)中：

所述雙氧水的加入量為：雙氧水中H₂O₂與調漿液1中成分按照式(1)反應的化學計量比的1.2～3倍；

2LiFePO₄+H₂SO₄+H₂O₂＝Li₂SO₄+2FePO₄+2H₂O 式(1)；

所述濃硫酸的加入量為：使體系的pH值為2.0～3.0。