[發明專利]一種磷酸鐵鋰提鋰后磷鐵渣的回收方法

在審

• 申請號: 202011462779.0
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112551498A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 鮑維東;裴曉東;駱艷華;田然;錢有軍;李曉祥
• 申請（專利權）人: 中鋼集團南京新材料研究院有限公司;中鋼天源股份有限公司
• 主分類號: C01B25/37
• 分類號: C01B25/37;C01G49/06
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 郭大美

本發明公開了一種磷酸鐵鋰提鋰后磷鐵渣的回收方法，屬于鋰電池材料回收領域。針對現有廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷鐵渣處理困難且回收價值低的問題，本發明提供了一種磷酸鐵鋰提鋰后磷鐵渣的回收方法，它包括將磷鐵渣加水制漿后加入堿性溶液過濾得到第一濾液和濾餅；第一濾液除雜后加入磷酸和三價鐵源合成電池級磷酸鐵；第一濾餅除雜后得到第二濾餅；第二濾餅焙燒粉碎后得到高純高比表面積鐵紅。本發明通過堿性溶液的加入優先選擇性提取磷鐵渣中的磷酸根并將磷酸根用于制備電池級磷酸鐵，同時堿性溶液與磷鐵渣反應生成氧化鐵即鐵紅，整個過程中磷鐵渣中磷酸根和鐵離子的利用率高，反應過程溫和，產品價值高，易于工業大規模生產。

技術領域

本發明屬于鋰電池回收再利用領域，更具體地說，涉及一種磷酸鐵鋰提鋰后磷鐵渣的回收方法。

背景技術

近年來，隨著新能源汽車不斷得到重視和發展，替代傳統汽車已經成為必然的趨勢。根據統計，2018年我國的新能源電動汽車的全年銷售量超過200萬輛，同比增長722％。新能源汽車創造綠色出行的同時，也帶來相應的難題，作為新能源汽車“心臟”的鋰離子動力電池的壽命只有平均5年，而到2020年，我國電動汽車動力電池累計報廢量將達12萬-17萬噸的規模。而由于鋰離子動力電池復雜的結構，回收的高成本，工藝的不完善，回收利用一直處于低迷狀態，其中磷酸鐵鋰電池因其制備成本較低，安全性能高，近些年來受到廣泛的應用，其用量有超越三元用量的趨勢，而磷酸鐵鋰的報廢量近幾年呈現倍數增長的趨勢，因此對于廢舊鐵鋰電池的回收已經迫在眉睫。目前廢舊磷酸鐵鋰工業化的回收方法為從正極片中以選擇性提鋰的方式回收碳酸鋰。

如中國專利申請號CN109534372A，公開日為2019年3月29日，該專利公開了一種利用磷酸鐵鋰廢料制備碳酸鋰的方法，包括以下步驟：A、次鈉混合；B、加酸氧化反應；C、過濾淋洗；D、濃縮除雜；E、堿化除雜；F、純堿沉鋰。該專利的不足之處在于：該方法針對磷酸鐵鋰廢料，通過震動混合、加酸氧化反應、過濾淋洗、濃縮除雜、堿化除雜、純堿沉鋰獲得碳酸鋰產品，但對淋洗得到的鐵磷渣未做回收方法說明。

又如中國專利申請號CN111646447A，公開日為2020年9月11日，該專利公開了一種從磷酸鐵鋰電池提鋰后的鐵磷渣中回收磷酸鐵的方法，先將磷酸鐵鋰電池提鋰后的鐵磷渣與水混合調漿后，與酸反應，固液分離后，獲得含鐵磷離子的浸出液，再經過加鐵置換除銅、樹脂除鋁后得到凈化液，通過添加七水磷酸鐵或磷酸調配磷鐵比，獲得一定P∶Fe的合成原液，加入雙氧水和氨水，調節pH獲得磷酸鐵前驅體沉淀，經過后處理，得到電池級磷酸鐵前驅體產品。該專利的不足之處在于：該方法雖然能夠回收處理磷鐵廢渣，但是除雜過程中用樹脂凈化，除雜成本較高，另外并沒有針對于廢渣中的鈣鎂離子進行除雜，因此制備成的磷酸鐵鈣鎂離子含量較高，很難達到電池級磷酸鐵的要求，回收工藝有待完善。

發明內容

1、要解決的問題

針對現有廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷鐵渣處理困難且回收價值低的問題，本發明提供了一種磷酸鐵鋰提鋰后磷鐵渣的回收方法。本發明通過堿性溶液的加入優先選擇性提取磷鐵渣中的磷酸根并將磷酸根用于制備電池級磷酸鐵，同時堿性溶液與磷鐵渣反應生成氧化鐵即鐵紅，整個過程中磷鐵渣中磷酸根和鐵離子的利用率高，反應過程溫和，產品價值高，易于工業大規模生產。

2、技術方案

為解決上述問題，本發明采用如下的技術方案。

一種磷酸鐵鋰提鋰后磷鐵渣的回收方法，包括以下步驟：

S1：將磷酸鐵鋰提鋰后的磷鐵渣加水制漿后加入堿性溶液，反應結束后過濾得到第一濾液和濾餅，濾餅洗滌后得到第一濾餅；

S2：將第一濾液加入用于調節第一濾液pH的酸性溶液，除雜后加入磷酸得到預混液，預混液和三價鐵源反應得到磷酸鐵漿料，處理后得到電池級磷酸鐵；

S3：將第一濾餅加水制漿后加入用于調節溶液pH的酸性溶液，除雜、過濾、洗滌得到第二濾餅；