[發(fā)明專利]廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷鐵渣的除鋁方法及電池級磷酸鐵的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111158425.1
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113880063B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李立平;黃鏗齊;譚澤;黃司平
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東光華科技股份有限公司;珠海中力新能源材料有限公司
• 主分類號: C01B25/37
• 分類號: C01B25/37
• 代理公司: 華進聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 黎金娣

本發(fā)明涉及一種廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷鐵渣的除鋁方法及電池級磷酸鐵的制備方法。該除鋁方法包括以下步驟：將廢舊磷酸鐵鋰提鋰后的磷鐵渣、鐵單質(zhì)、酸和水混合，發(fā)生酸浸反應(yīng)制得漿料A；將漿料A和除鋁劑混合，發(fā)生除鋁反應(yīng)，然后去除固體，得到除鋁后的磷鐵液；除鋁劑選自吡啶甲酸類化合物、喹啉甲酸類化合物和異喹啉?3?甲酸類化合物中的至少一種。這些有機除鋁劑能夠與鐵、鋁絡(luò)合形成溶解度不同的金屬有機絡(luò)合物沉淀，能夠有效地放大鐵、鋁溶解度差異，保證鋁的優(yōu)先沉淀，從而有效地去除鋁雜質(zhì)，提高磷酸鐵的產(chǎn)品純度，且還能保證磷酸鐵的高收率。此外，該除鋁方法操作簡單、設(shè)備投資少、綠色環(huán)保、質(zhì)量可控，易于工業(yè)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池材料回收的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷鐵渣的除鋁及及電池級磷酸鐵的制備方法。

背景技術(shù)

由于磷酸鐵鋰電池具有比容量高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、性能安全、使用壽命長等諸多優(yōu)點，其在新能源領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著我國新能源汽車的快速發(fā)展，按目前鋰離子電池的壽命周期普遍為3～5年計算，隨著時間的推移，我國動力電池報廢量將達(dá)到12～17萬噸。大量退役的廢舊動力電池急需回收處理，由于磷酸鐵鋰電池富含鋰和磷酸鐵，從資源循環(huán)利用和環(huán)境保護的角度考慮，實現(xiàn)對退役磷酸鐵鋰電池中鋰和鐵的全組分回收至關(guān)重要。

由于廢舊磷酸鐵鋰電池中磷酸鐵鋰正極粉是附著在鋁箔上，不可避免地導(dǎo)致回收的磷酸鐵鋰正極廢料含鋁量偏高，采用濕法工藝回收制備電池級磷酸鐵的方法普遍面臨鋁雜質(zhì)含量高的難題。實踐中，除鋁工藝主要有兩種方向，第一種是，磷酸鐵鋰渣通過堿浸除鋁，第二種是，磷酸鐵鋰/磷酸鐵酸浸后得到酸浸液，然后通過沉淀或樹脂吸附除鋁。前者堿浸除鋁制備的磷酸鐵中鋁雜質(zhì)含量仍普遍高于電池級應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，后者在目前的酸浸工藝下則通常存在鐵和鋁相互影響的問題，增加了除雜成本，最終所得的磷酸鐵產(chǎn)品純度和收率均不高。綜上所述，目前磷酸鐵的除鋁工藝存在著工藝冗長、深度除鋁效果差、產(chǎn)品純度和收率低等諸多難題。

目前已報道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，采用無機酸浸出鐵和磷，經(jīng)樹脂除鋁，加堿調(diào)節(jié)酸浸液pH沉出磷酸鐵。雖然該工藝流程簡單，除鋁率高；但酸用量大且引入陽離子雜質(zhì)，pH回調(diào)階段消耗的堿用量也大，增加了生產(chǎn)成本和陽離子除雜難度大，導(dǎo)致磷酸鐵的純度偏低。

還報道了一種從廢舊磷酸鐵鋰磷酸鐵鋰電池中濕法冶金再生磷酸鐵的方法：將含鋁磷酸亞鐵鋰酸浸液在pH＝3～5下加入堿金屬氧化物沉淀Al(OH)₃。該方法深度除鋁效果較佳，但由于K_sp(Fe₃(PO₄)₂)＝1.0×10^-38，K_sp(AlPO₄·2H₂O)＝6.9×10^-19，F(xiàn)e₃(PO₄)₂先于AlPO₄·2H₂O沉淀，在余酸中和過程易造成Fe²⁺和Al³⁺的共同沉淀，F(xiàn)e²⁺和PO₄^3-的損失較大，導(dǎo)致磷酸鐵的回收率和純度偏低。