[發明專利]從廢磷酸鐵鋰提鋰廢渣中回收制備電池級磷酸鐵的方法

在審

• 申請號: 202211519104.4
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN115611253A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 劉慧勇;母家林;楊茜;晏景新;吳水鳳;曠戈
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C01B25/37
• 分類號: C01B25/37;H01M10/54
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 劉佳;蔡學俊

本發明提供了一種從廢舊磷酸鐵鋰提鋰廢渣中回收制備電池級磷酸鐵的方法，其是經酸溶液浸出、過濾、水楊酸初凈化、pH粗沉淀及純化等工序，將廢舊磷酸鐵鋰提鋰后廢渣中的磷酸鐵進行回收并提純為電池級磷酸鐵，以解決目前廢磷酸鐵鋰回收鋰后產生的大量含磷鐵廢渣的處置問題。該方法流程簡單，原料價格低廉，有助于實現廢舊磷酸鐵鋰的全元素回收，可降低回收成本，同時，其將大量的廢磷酸鐵回收循環用于電池級磷酸鐵的生產，可減少廢棄物的產生，提高其資源利用率，且回收到的產品純度高，能夠完全滿足行業內電池級磷酸鐵的使用要求。

技術領域

本發明屬于廢舊電池回收技術領域，具體涉及一種從廢舊磷酸鐵鋰提鋰廢渣中回收制備電池級磷酸鐵的方法。

背景技術

中國是全球鋰電池使用數量最多的國家之一，每年的產量達到幾十億只，主要用于電子產品或便攜式設備以及新型交通工具，如手機、筆記本電腦、電動汽車等。據資料顯示，預計2020年我國新能源汽車數量將達到800萬輛，2030年更可能達到9500萬輛，而目前絕大部分新能源汽車使用的驅動源為磷酸鐵鋰電池。而磷酸鐵鋰電池的理論壽命僅為7~8年，如此大規模的消耗量必然產生數量龐大的廢鋰電池，預估到2023年中國約有9400噸磷酸鐵鋰電池廢棄。鋰電池的廢棄堆積若得不到有效的處理，會造成巨大的環境污染和資源浪費。如何處理數量巨大的廢舊鋰電池，成為科研工作者及環保人士最關注的問題。尋找廢舊鋰離子電池的環境友好型處理方法，開發有效的創新性處理工藝，且考慮成本因素，在減少污染的同時獲得經濟價值，從而保證鋰電池行業的可持續發展，推動廢舊鋰離子電池循環使用，已經成為推動電動車產業發展和經濟社會進步的重要發展方向。

目前規模化回收磷酸鐵鋰存在的主要問題是只回收其中的鋰，而剩余的大量磷酸鐵還沒有得到有效的回收便會做填埋處理或磷肥出售，擠占磷肥行業市場，并大大降低了其商業價值。而且提鋰廢料里的重金屬元素會污染土壤環境，回收得到的磷酸鐵純度也并不能達到電池級標準，因此對于提鋰廢料里的磷酸鐵進行有效回收是非常必要的。

發明內容

為了解決現有大量提鋰廢料存在的上述問題，本發明提供了一種利用廢舊磷酸鐵鋰提鋰廢渣回收磷酸鐵并提純為電池級磷酸鐵的方法。該方法操作簡易，原料易得，且其酸用量少，不會造成環境污染，為大規模電池磷酸鐵的回收提供了可行的生產工藝。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種從廢舊磷酸鐵鋰提鋰廢渣中回收制備電池級磷酸鐵的方法，其包括以下步驟：

（1）將廢舊磷酸鐵鋰提鋰后的廢渣粉碎后與酸溶液混合，在攪拌和加熱條件下浸出，過濾，得到濾液；

（2）往步驟（1）所得濾液中加入一定量的水楊酸以降低鈣鋁離子的含量；

（3）往步驟（2）所得混合溶液中滴加氫氧化鈉溶液以調節pH值，使得磷酸鐵沉出；

（4）將步驟（3）所得磷酸鐵按一定固液比加水配成濁液，然后加入酸性絡合劑進行純化，以進一步除去雜質離子，再經過濾，去離子水淋洗、105℃干燥，制得電池級磷酸鐵。

進一步地，步驟（1）所述酸溶液是將酸和去離子水按體積比1:3~1:18混合制得，所述酸為硫酸、硝酸、檸檬酸、冰醋酸、鹽酸中的任意一種。

進一步地，步驟（1）中所用廢渣與酸溶液的重量比為1:1~1:10。

進一步地，步驟（1）中利用酸溶液進行浸出時的溫度為30℃~80℃，時間為2~8h，攪拌速度為100~800rpm。

進一步地，步驟（2）中水楊酸的用量按其在混合溶液中的濃度為0.1~0.6wt.%進行換算。

進一步地，步驟（3）中所述氫氧化鈉溶液的濃度為4~8mol/L，其加入量以使體系pH值達1.3~2.5為宜。

進一步地，步驟（4）中所述固液比為1:1~1:5。