[發明專利]磷酸鐵廢料循環再生的方法及其應用

有效

• 申請號: 202110365978.8
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113044824B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 唐春霞;李長東;唐盛賀;喬延超;阮丁山
• 申請（專利權）人: 廣東邦普循環科技有限公司;湖南邦普循環科技有限公司;湖南邦普汽車循環有限公司
• 主分類號: C01B25/37
• 分類號: C01B25/37;H01M4/58;H01M10/54
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 左恒峰

本發明公開了一種磷酸鐵廢料循環再生的方法及其應用，其方法是將磷酸鐵廢料和酸液混合溶解得到鐵磷溶液，取少部分鐵磷溶液制備磷酸鐵沉淀劑，再將磷酸鐵沉淀劑加入到余下的鐵磷溶液中反應，得到二水磷酸鐵沉淀，留下部分二水磷酸鐵沉淀作為以后批次反應的沉淀劑，其余二水磷酸鐵沉淀制成無水磷酸鐵。本發明通過制備磷酸鐵沉淀劑用于后續磷酸鐵的制備，每一次制備的磷酸鐵均可用于下一次磷酸鐵制備，此工藝制備過程簡單，僅在沉淀劑的制備階段需要堿液，后續生產中不涉及堿液的使用，更加環保，產品的一致性高，成本低廉，產能高，能耗低，適合大規模工業生產。

技術領域

本發明屬于資源循環利用技術領域，具體涉及磷酸鐵廢料循環再生的方法及其應用。

背景技術

鋰離子電池作為儲能材料相比傳統電池具有電壓高、比容量大、循環壽命長和安全性能好的優點，被廣泛應用于便攜式電子設備、電動汽車、航空航天和軍事工程等領域，具有廣闊的應用前景和巨大的經濟效益。磷酸鐵鋰電池由于具有環境友好、價格便宜、循環壽命長等優點，被廣泛應用于便攜式電池、電動汽車等領域。

自2010年以來磷酸鐵鋰電池在電動出租車、電動大巴上的應用，到現在為止已經有越來越多的磷酸鐵鋰電池退役，僅僅依靠簡單的物理方法磷酸鐵鋰的性能很難恢復。退役磷酸鐵鋰電池優先被提鋰，剩下部分往往被作為工業垃圾排放，引起水質的富營養化等系列環境污染問題，也造成了磷、鐵資源的嚴重浪費。相關技術公開了對磷酸鐵鋰正負極片進行回收處理，回收鋰之后再補鋰制備磷酸鐵鋰，但方法存在工藝流程繁瑣，成本高，雜質多、振實密度低等問題。隨著技術的發展，回收制備的磷酸鐵鋰材料在性能上完全可以達到商業應用的標準，開發一種工藝簡單、成本低廉、易于控制的綠色環保的回收制備磷酸鐵方法尤為重要，這對于打造一種真正的閉環產業鏈具有重要意義。

發明內容

本發明旨在至少解決上述現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種磷酸鐵廢料循環再生的方法及其應用，此工藝制備過程簡單，產品的一致性高，成本低廉，產能高，能耗低，適合大規模工業生產，而且更加環保。

根據本發明的一個方面，提出了種磷酸鐵廢料循環再生的方法，包括以下步驟：

S1：將磷酸鐵廢料和酸液混合溶解，過濾，得到鐵磷溶液；

S2：取部分所述鐵磷溶液，加入堿液調節pH，攪拌并加熱保溫反應，得到磷酸鐵沉淀劑；

S3：將所述磷酸鐵沉淀劑洗滌后加入到余下的鐵磷溶液中，攪拌并加熱保溫反應，得到二水磷酸鐵沉淀，洗滌沉淀，留下部分二水磷酸鐵沉淀作為以后批次反應的沉淀劑，其余二水磷酸鐵沉淀經干燥、燒結，制得無水磷酸鐵；

S4：重復步驟S1和S3進行循環制備，其中，步驟S3中加入到鐵磷溶液的磷酸鐵沉淀劑是之前批次步驟S3中留下的二水磷酸鐵沉淀。

在本發明的一些實施方式中，所述磷酸鐵廢料包括磷酸鐵邊角料、磷酸鐵鋰提鋰后的廢料、磷酸鐵鋰極片回收提鋰后鐵磷渣或磷酸鐵鋰電池拆解提鋰后的鐵磷渣中的一種或多種。

在本發明的一些實施方式中，步驟S1中，所述酸液包括鹽酸、硫酸、硝酸或磷酸中的一種或多種。

在本發明的一些實施方式中，步驟S1中，所述酸液中的酸根與磷酸鐵廢料中的鐵離子的摩爾比為(1.1～1.5):1。

在本發明的一些實施方式中，步驟S1中，所述混合溶解的過程為：邊加酸液邊攪拌，攪拌的速率為100～400r/min，攪拌的時間為3～5h。

在本發明的一些實施方式中，步驟S2中，所述堿液包括氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、磷酸氫二銨、碳酸氫鈉或碳酸氫鉀中的一種或幾種；加入堿液的速度為0.1～6L/min。

在本發明的一些實施方式中，步驟S2中，所述pH為0.5～2.5。