[發明專利]一種含鋰廢水綜合回收制取磷酸鐵鋰的方法及應用

在審

• 申請號: 202210897000.0
• 申請日: 2022-07-28
• 公開（公告）號: CN115321505A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 余海軍;王濤;謝英豪;李愛霞;張學梅;李長東
• 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
• 主分類號: C01B25/45
• 分類號: C01B25/45;C01F5/28;C01F5/20;C01D5/00;H01M10/54;H01M6/52
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 陳航

本發明公開了一種含鋰廢水綜合回收制取磷酸鐵鋰的方法，包括以下步驟：(1)向含鋰廢水中加入可溶性鎂鹽，固液分離，得到濾液A，加堿后，固液分離得到固體渣和濾液B；(2)向濾液B中加入可溶性磷酸鹽后，加酸，進行芬頓反應，絮凝后，固液分離得到含鋰磷鐵渣和濾液C；(3)將固體渣氨浸后固液分離，得到濾液D，將濾液D與含鋰磷鐵渣混合，補加鋰源和磷源后得到混合料，將混合料進行水熱反應，干燥，燒結得到磷酸鐵鋰成品。該方法能最大程度的回收含鋰廢水中的鋰，并制備高價值的附加品。

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，特別涉及一種含鋰廢水綜合回收制取磷酸鐵鋰的方法及應用。

背景技術

鋰離子電池具有電壓高，循環性好，能量密度大，自放電小，無記憶效應等優點，已廣泛應用于電子、無線通訊產業，也是未來電動汽車輕型高能力電池的首選電源。由于各類電子產品已經逐漸普及并保持著較快的更新換代速度，鋰離子電池的需求日益增長，廢舊鋰離子電池以及鋰離子電池生產廢料的數量也是與日俱增，這些含有有價金屬的廢棄物屬于危險廢物，資源化回收再利用才是解決這一問題的最佳途徑。

目前，針對廢舊鋰離子電池中有價金屬的回收已經做了很多研究，較為傳統的回收辦法是采用酸浸工藝，即采用硫酸、硝酸、鹽酸等酸將電極材料中的有價金屬浸出。現有的浸出液凈化工藝中，多采用氧化調節pH去除鐵鋁，然后采用D₂EHPA(二-(2-已基己基)磷酸)萃取Ni、Co、Mn與雜質離子分離，最后，為了將鋰回收，在萃余液中加入碳酸鹽沉淀鋰。萃余液含有大量鋰，需單獨去除，且常用碳酸鈉沉鋰，由于碳酸鋰溶度積常數為8.15×10^-4，Li回收率低，廢水還有一部分鋰沒有回收。除此之外，廢水中還含有一部分氟離子以及殘留的過渡金屬離子。

相關技術中，針對廢水中鋰的回收方法，主要是將鋰以碳酸鋰的方式進行回收。但是，碳酸鋰在水中的溶解度與溫度呈反比，碳酸鋰在20℃時的溶解度較大，每100g水可以溶解碳酸鋰1.33g，因此該方法對于低濃度的含鋰廢水，只能采取加熱至90℃使碳酸鋰析出，才能獲得較高的回收效率，這通常需要消耗大量的能耗。且相關技術中雖然還可以對含鋰廢水中的鋰、堿等資源進行回收利用，但是其整體工藝較長，回收儀器占地面積大。同時，其在蒸發前未對溶液進行減量濃縮，能量消耗較大，不符合節能減排的要求。

綜上，需要針對含鋰廢水開發一種更加合理的回收方法。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種含鋰廢水綜合回收制取磷酸鐵鋰的方法及應用，該方法能最大程度的回收含鋰廢水中的鋰，并制備高價值的附加品。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種含鋰廢水綜合回收制取磷酸鐵鋰的方法，包括以下步驟：

(1)向含鋰廢水中加入可溶性鎂鹽，固液分離，得到濾液A和氟化鎂渣，調節所述濾液A的pH為堿性，固液分離得到固體渣和濾液B；

(2)向所述濾液B中加入可溶性磷酸鹽后，調節所述濾液B的pH為酸性，再加入Fe²⁺和H₂O₂進行芬頓反應，再加入絮凝劑，固液分離得到含鋰磷鐵渣和濾液C；

(3)將步驟(1)得到的所述固體渣氨浸后固液分離，得到濾液D，將所述濾液D與步驟(2)得到的所述含鋰磷鐵渣混合，補加鋰源和磷源后得到混合料，將所述混合料進行水熱反應，干燥，燒結得到磷酸鐵鋰成品。

優選的，步驟(1)中向所述含鋰廢水中鋰含量小于8g/L。

優選的，步驟(1)中向所述含鋰廢水中加入可溶性鎂鹽后，所述含鋰廢水中鎂離子含量為0.03-0.15mol/L。

進一步優選的，步驟(1)中向所述含鋰廢水中加入可溶性鎂鹽后，所述含鋰廢水中鎂離子含量為0.05-0.10mol/L。