本發(fā)明屬于廢舊磷酸鐵鋰電池回收領(lǐng)域，具體是一種磷酸鐵鋰黑粉中磷鐵鋰的回收方法。

背景技術(shù)：

1、近年來受新能源汽車以及儲能鋰電池帶動，磷酸鐵鋰電池的需求大幅增長，但由于鋰電池的使用壽命有限，經(jīng)過一定時間的使用會衰減，導(dǎo)致產(chǎn)生大量的廢舊磷酸鐵鋰電池，現(xiàn)如今提倡綠色出行、綠色生活，對于廢舊磷酸鐵鋰電池的回收刻不容緩。

2、目前，廢舊磷酸鐵鋰電池的回收工藝主要通過酸浸、制備磷酸鐵和磷酸鋰，但在制備磷酸鐵過程中，需額外加入磷酸作為補(bǔ)磷劑，增加了回收成本，而且在此過程中發(fā)現(xiàn)磷酸鐵母液中含有少量的鐵和磷，因此，在后續(xù)制備磷酸鋰時出現(xiàn)磷酸鋰產(chǎn)品品質(zhì)較差的問題，直接導(dǎo)致了鋰的價值大打折扣，而且因磷酸鋰產(chǎn)品品質(zhì)較差，在過濾后的磷酸鋰母液中發(fā)現(xiàn)含有鋰，導(dǎo)致金屬鋰的回收率降低。

3、因此，亟需尋找一種簡單、高回收的廢舊磷酸鐵鋰電池中磷鐵鋰方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種磷酸鐵鋰黑粉中磷鐵鋰的回收方法，可有效實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰黑粉中鐵、磷、鋰資源的高效回收，整個方法操作簡單，在回收鐵、磷、鋰的過程中，無需額外增加補(bǔ)磷藥劑，將制備得到的磷酸鋰返回至酸浸段浸出，既能為沉磷酸鐵作為補(bǔ)磷又能使鋰進(jìn)行富集，降低了有價金屬的損失，提高了鐵、磷、鋰的回收率及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種磷酸鐵鋰黑粉中磷鐵鋰的回收方法，所述方法包括如下步驟：

3、s1、將磷酸鐵鋰黑粉經(jīng)稀酸浸出、壓濾得酸浸液；

4、s2、向酸浸液內(nèi)加入堿液調(diào)節(jié)ph進(jìn)行沉磷酸鐵，經(jīng)化學(xué)沉淀過濾得二水磷酸鐵和含鋰及少部分磷、鐵的沉磷酸鐵后液；

5、s3、向含鋰及少部分磷、鐵的沉磷酸鐵后液中加入液堿調(diào)節(jié)ph進(jìn)行沉磷酸鋰，經(jīng)化學(xué)沉淀過濾得磷酸鋰及沉磷酸鋰后液，將過濾后的磷酸鋰返回至s1進(jìn)行酸浸，進(jìn)行補(bǔ)磷和鋰的富集；

6、s4、將沉磷酸鋰后液經(jīng)mvr濃縮，使鋰達(dá)到一定濃度，將濃縮后的沉磷酸鋰后液加入至碳酸鈉溶液中進(jìn)行沉鋰、洗滌，最終得碳酸鋰產(chǎn)品。

7、進(jìn)一步的，所述s1中磷酸鐵鋰黑粉來自于將廢舊磷酸鐵鋰電池拆解，經(jīng)放電、破碎和分選所得，按照液固比2～10:1的比例向磷酸鐵鋰黑粉內(nèi)加入1.5～2.5mo?l/l的硫酸，控制反應(yīng)溫度為70～90℃，反應(yīng)時間為1～4h，過濾得酸浸液。

8、進(jìn)一步的，所述s2中堿液為液堿或碳酸鈉中的一種或兩種，調(diào)節(jié)ph至1.5～2.0，控制沉淀反應(yīng)溫度為80～95℃、反應(yīng)時間為4～6h，過濾后得到二水磷酸鐵產(chǎn)品，并通過去離子水洗滌5～8次，將二水磷酸鐵在500～700℃下焙燒4～6h得無水磷酸鐵產(chǎn)品。

9、進(jìn)一步的，所述s2中液堿或碳酸鈉的濃度為1～4mo?l/l。

10、進(jìn)一步的，所述s3中通過液堿將沉磷酸鐵后液的ph調(diào)至8～11，控制溫度為70～90℃，反應(yīng)時間為1～2h，將制備得到的磷酸鋰返回s1中進(jìn)行酸浸，為沉磷酸鐵進(jìn)行補(bǔ)磷和鋰的富集。

11、進(jìn)一步的，所述s4中沉磷酸鋰后液經(jīng)mvr濃縮至溶液中鋰的含量≥20g/l。

12、進(jìn)一步的，所述s4中碳酸鈉的濃度為200g/l～300g/l，加料時間為50～60min。

13、進(jìn)一步的，所述s4中沉鋰的反應(yīng)時間為30min～90min，反應(yīng)溫度為90～95℃。

14、進(jìn)一步的，所述s4中碳酸鋰洗滌的次數(shù)為2次，烘干溫度為120～150℃，烘干時間為1～2h。

15、進(jìn)一步的，所述s4中碳酸鋰洗滌采用80～100℃的去離子水。

16、本發(fā)明的有益效果是：

17、1.通過本發(fā)明磷酸鐵鋰黑粉中磷鐵鋰的回收方法，實(shí)現(xiàn)廢舊電池自身的循環(huán)利用，優(yōu)化和提高金屬鋰回收率的問題，其中，磷酸鐵鋰黑粉中鐵、磷、鋰的回收率分別能達(dá)到99.4％、99.8％、99.3％以上，大大地提高了資源的回收利用率，可有效實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰黑粉中鐵、磷、鋰資源的高效回收，整個方法操作簡單，在回收鐵、磷、鋰的過程中，無需額外增加補(bǔ)磷藥劑，將制備得到的磷酸鋰返回至酸浸段浸出，既能為沉磷酸鐵作為補(bǔ)磷又能使鋰進(jìn)行富集，降低了有價金屬的損失，提高了鐵、磷、鋰的回收率及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，本發(fā)明工藝簡單，經(jīng)濟(jì)性高，制備得到的磷酸鐵和碳酸鋰產(chǎn)品均高于電池級標(biāo)準(zhǔn)。

18、2.本發(fā)明在制備碳酸鋰產(chǎn)品時，采用反加方式，通過將濃縮后的沉磷酸鋰后液加入至碳酸鈉溶液中進(jìn)行沉鋰，能夠加快碳酸鋰的沉淀，降低碳酸鋰產(chǎn)品中na+的含量，提高了碳酸鋰產(chǎn)品的純度，同時也降低了碳酸鈉溶液的使用量，減少了回收成本。

技術(shù)特征：

1.一種磷酸鐵鋰黑粉中磷鐵鋰的回收方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磷酸鐵鋰黑粉中磷鐵鋰的回收方法，其特征在于，所述s1中磷酸鐵鋰黑粉來自于將廢舊磷酸鐵鋰電池拆解，經(jīng)放電、破碎和分選所得，按照液固比2～10:1的比例向磷酸鐵鋰黑粉內(nèi)加入1.5～2.5mol/l的硫酸，控制反應(yīng)溫度為70～90℃，反應(yīng)時間為1～4h，過濾得酸浸液。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磷酸鐵鋰黑粉中磷鐵鋰的回收方法，其特征在于，所述s2中堿液為液堿或碳酸鈉中的一種或兩種，調(diào)節(jié)ph至1.5～2.0，控制沉淀反應(yīng)溫度為80～95℃、反應(yīng)時間為4～6h，過濾后得到二水磷酸鐵產(chǎn)品，并通過去離子水洗滌5～8次，將二水磷酸鐵在500～700℃下焙燒4～6h得無水磷酸鐵產(chǎn)品。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磷酸鐵鋰黑粉中磷鐵鋰的回收方法，其特征在于，所述s2中液堿或碳酸鈉的濃度為1～4mol/l。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磷酸鐵鋰黑粉中磷鐵鋰的回收方法，其特征在于，所述s3中通過液堿將沉磷酸鐵后液的ph調(diào)至8～11，控制溫度為70～90℃，反應(yīng)時間為1～2h，過濾后，將制備得到的磷酸鋰返回s1中進(jìn)行酸浸，為沉磷酸鐵進(jìn)行補(bǔ)磷和鋰的富集。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磷酸鐵鋰黑粉中磷鐵鋰的回收方法，其特征在于，所述s4中沉磷酸鋰后液經(jīng)mvr濃縮至溶液中鋰的含量≥20g/l。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種磷酸鐵鋰黑粉中磷鐵鋰的回收方法，其特征在于，所述s4中碳酸鈉的濃度為200g/l～300g/l，加料時間為50～60min。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磷酸鐵鋰黑粉中磷鐵鋰的回收方法，其特征在于，所述s4中沉鋰的反應(yīng)時間為30min～90min，反應(yīng)溫度為90～95℃。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磷酸鐵鋰黑粉中磷鐵鋰的回收方法，其特征在于，所述s4中碳酸鋰洗滌的次數(shù)為2次，烘干溫度為120～150℃，烘干時間為1～2h。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種磷酸鐵鋰黑粉中磷鐵鋰的回收方法，其特征在于，所述s4中碳酸鋰洗滌采用80～100℃的去離子水。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于廢舊磷酸鐵鋰電池回收領(lǐng)域，具體公開了一種磷酸鐵鋰黑粉中磷鐵鋰的回收方法，包括如下步驟：S1、將磷酸鐵鋰黑粉經(jīng)稀酸浸出、壓濾得酸浸液；S2、向酸浸液內(nèi)加入堿液調(diào)節(jié)pH進(jìn)行沉磷酸鐵，過濾得二水磷酸鐵和沉磷酸鐵后液；S3、向沉磷酸鐵后液內(nèi)加入液堿調(diào)節(jié)pH，過濾得磷酸鋰及沉磷酸鋰后液，將過濾后的磷酸鋰返回至S1進(jìn)行酸浸，進(jìn)行補(bǔ)磷和鋰的富集；S4、將沉磷酸鋰后液經(jīng)MVR濃縮，使鋰達(dá)到一定濃度，將沉磷酸鋰后液加入至碳酸鈉溶液中進(jìn)行沉鋰、洗滌，最終得碳酸鋰產(chǎn)品。本發(fā)明無需額外增加補(bǔ)磷藥劑，將磷酸鋰返回至酸浸段浸出，既能為沉磷酸鐵作為補(bǔ)磷又能使鋰進(jìn)行富集，可有效實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰黑粉中鐵、磷、鋰資源的回收。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭鐵江,曹圣平,董佳樂,陳電華,姜偉偉,唐義,馬如海
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧夏百川新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9