[發(fā)明專利]一種利用垃圾焚燒飛灰回收磷酸鐵鋰陰極材料中鋰的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110228506.8
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN113026035B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃濤;宋東平;周璐璐;張樹文;徐嬌嬌
• 申請（專利權(quán)）人: 常熟理工學(xué)院
• 主分類號: C25B1/46
• 分類號: C25B1/46;C25B1/01;C25B1/50;H01M10/54
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王艷

本發(fā)明公開了一種利用垃圾焚燒飛灰回收磷酸鐵鋰陰極材料中鋰的方法，該方法充分利用垃圾焚燒飛灰含氯高的特點(diǎn)，利用垃圾焚燒飛灰中氯的電解產(chǎn)物與磷酸鐵鋰陰極材料粉末反應(yīng)，促進(jìn)磷酸鐵鋰陰極材料粉末中鋰離子的溶出，并通過第二電解槽實(shí)現(xiàn)鋰與氯、磷、鐵的高效分離。本發(fā)明工藝簡單，可操作性強(qiáng)，最高可回收磷酸鐵鋰陰極材料粉末中96％以上的鋰。

技術(shù)領(lǐng)域

本本領(lǐng)域涉及鋰離子電池回收技術(shù)，尤其涉及一種利用垃圾焚燒飛灰回收磷酸鐵鋰陰極材料中鋰的方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池在能源再生方面發(fā)揮著不可或缺的作用。然而由于鋰電池存在使用期限，報廢的鋰電池將危及資源可持續(xù)并對環(huán)境造成可持續(xù)性污染。因此回收廢舊的鋰離子電池已成為整個電池供應(yīng)鏈中必不可少的步驟。磷酸鐵鋰電池因其優(yōu)異的安全性已廣泛安裝在電動汽車中。

考慮到鋰是一種戰(zhàn)略元素，其資源有限且地域分布不均勻，因此研發(fā)新技術(shù)回收磷酸鐵鋰電池中的鋰顯得尤為必要。典型的鋰電池回收方法包括火冶、濕冶、生物提煉、化學(xué)提煉等方法。由于磷酸鐵鋰電池化學(xué)結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，因此通過熱解法(火冶)和微生物浸出技術(shù)很難有效提煉磷酸鐵鋰電池中的鋰。

目前，多數(shù)研究員致力于開發(fā)濕法冶金技術(shù)，通常將酸氧水與多種無機(jī)酸混用將磷酸鐵鋰溶解。然而，處置過程中混合酸的使用通常易造成二次污染。同時雙氧水的存儲和使用過程中存在安全隱患。因此，若能研發(fā)一種擺脫雙氧水和混合酸的磷酸鐵鋰電池回收方法對解決當(dāng)前鋰電池回收技術(shù)缺陷顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種利用垃圾焚燒飛灰回收磷酸鐵鋰陰極材料中鋰的方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述一種利用垃圾焚燒飛灰回收磷酸鐵鋰陰極材料中鋰的方法，所述方法基于電解槽裝置進(jìn)行回收磷酸鐵鋰陰極材料中的鋰離子，所述電解槽裝置包括第一電解槽和第二電解，所述第一電解槽和第二電解分別包含陽極室、陰極室、樣品區(qū)、陽極電極、陰極電極，所述第一電解槽陽極室和第一電解槽樣品區(qū)之間用陰離子交換膜隔離，所述第一電解槽和第二電解的陽極電極和陰極電極分別通過導(dǎo)線連接直流電源，所述方法包括以下步驟：

(1)將垃圾焚燒飛灰放在第一電解槽的樣品區(qū)，將磷酸鐵鋰陰極材料粉末放在第一電解槽的陽極室；

(2)向第一電解槽中加入水，開通直流電源進(jìn)行處置得到漿體；

(3)將第一電解槽的陽極室的漿體排出，得到酸溶磷酸鐵鋰漿；

(4)將酸溶磷酸鐵鋰漿攪拌，過濾，得到的液體部分為氯化鐵鋰磷酸液；

(5)將氯化鐵鋰磷酸液放在第二電解槽的樣品區(qū)，開通直流電源進(jìn)行處置，將第二電解槽的陰極室的漿體排出得到鐵鋰漿；

(6)將鐵鋰漿攪拌，過濾，得到的清液為含鋰溶液。

進(jìn)一步地，步驟(1)中，所述磷酸鐵鋰陰極材料粉末與垃圾焚燒飛灰質(zhì)量比1～4:10。

進(jìn)一步地，步驟(2)中，所述第一電解槽中水與垃圾焚燒飛灰液固比0.5～2.5:1mL:g，

進(jìn)一步地，步驟(2)中，所述直流電源的電流為100～2000A，直流電源的電壓為20～400V，處置時間為2～12h。

進(jìn)一步地，步驟(4)中，所述攪拌時間為1～6h。

進(jìn)一步地，步驟(5)中，所述直流電源的電流為200～2000A，直流電源的電壓為20～200V，處置時間為0.5～4.5h。

進(jìn)一步地，步驟(6)中，所述攪拌時間為10～30min。