废旧磷酸铁锂正极粉料的回收利用方法技术

本发明专利技术涉及一种废旧磷酸铁锂正极粉料的回收利用方法，包括如下步骤：S1、将磷酸铁锂正极粉料与第一无机酸、金属络合剂和水混合进行除铝处理，过滤，得到除铝后的磷酸铁锂料；S2、将所述除铝后的磷酸铁锂料和第二无机酸混合打浆，并加入双氧水进行氧化反应，过滤，得到含铁磷滤渣；S3、将所述含铁磷滤渣和第三无机酸混合打浆溶解，过滤以除去石墨，得到含铁磷滤液；及S4、将所述含铁磷滤液采用碱调节酸碱度进行反应，析出沉淀，过滤取滤渣，得到磷酸铁。该回收利用方法能够将废旧磷酸铁锂正极粉料作为原料制成纯度较高和杂质较少的磷酸铁，且收率高。收率高。

【技术实现步骤摘要】
废旧磷酸铁锂正极粉料的回收利用方法


[0001]本专利技术涉及电池
，特别是涉及一种废旧磷酸铁锂正极粉料的回收利用方法。

技术介绍

[0002]磷酸铁锂电池因其工作电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性能好、自放电率小、无记忆效应的优点，其市场份额逐年增大。未来10年，磷酸铁锂电池将取代镍钴锰酸锂三元电池(NMC)电池成为主要固定电能存储工具。尽管磷酸铁锂电池的循环寿命长，但是正常使用5到8年之后电池容量将会出现较大衰减，以至于不能正常使用而报废。限于现有电池材料的回收技术，目前各回收企业仅回收了占主含量4％左右的锂，然而磷酸铁锂电池正极粉料中主成分铁与磷却因铝杂质含量较高而无法资源化利用，这不但会增加环境负担，同时也制约了磷酸铁锂电池的推广应用。
[0003]因此，如何有效利用磷酸铁锂电池正极粉料中主成分铁与磷，成为整个行业迫不及待需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种废旧磷酸铁锂正极粉料的回收利用方法，其能够将废旧磷酸铁锂正极粉料作为原料制成纯度较高和杂质较少的磷酸铁，且收率高。
[0005]一种废旧磷酸铁锂正极粉料的回收利用方法，包括如下步骤：
[0006]S1、将磷酸铁锂正极粉料与第一无机酸、金属络合剂和水混合进行除铝处理，过滤，得到除铝后的磷酸铁锂料；
[0007]S2、将所述除铝后的磷酸铁锂料和第二无机酸混合打浆，并加入双氧水进行氧化反应，过滤，得到含铁磷滤渣；
[0008]S3、将所述含铁磷滤渣和第三无机酸混合打浆溶解，过滤以除去石墨，得到含铁磷滤液；及
[0009]S4、将所述含铁磷滤液采用碱调节酸碱度进行反应，析出沉淀，过滤取滤渣，得到磷酸铁。
[0010]在其中一些实施例中，在步骤S1中，所述废旧磷酸铁锂正极粉料与所述水的质量比为1:(2～5)；和/或
[0011]所述第一无机酸和所述金属络合剂的加入量，以所述废旧磷酸铁锂正极粉料中的磷酸铁锂和所述第一无机酸的摩尔比为(100～500):1为准，所述废旧磷酸铁锂正极粉料中的磷酸铁锂和所述金属络合剂的摩尔比为(5～20):1为准；和/或
[0012]所述金属络合剂为EDTA、PMA、PAA及HEDP中的至少一种；所述第一无机酸为盐酸、硫酸及硝酸中的至少一种。
[0013]在其中一些实施例中，所述除铝处理的温度为40～100℃，所述除铝处理的时间为2～7小时。
[0014]在其中一些实施例中，在步骤S1中的所述过滤的步骤之后且在得到除铝后的磷酸铁锂料的步骤之前，还包括对滤渣洗涤的步骤，以使所述除铝后的磷酸铁锂料中铝质量含量控制在不超过0.02％。
[0015]在其中一些实施例中，在步骤S2中，所述第二无机酸和所述双氧水的加入量，以所述除铝后的磷酸铁锂料中的磷酸铁锂、所述第二无机酸中的氢离子和所述双氧水中的过氧化氢的摩尔比为1：(1～5)：(0.7～1)为准。
[0016]在其中一些实施例中，在步骤S2中，所述氧化反应的温度为10～90℃，所述氧化反应的时间为1～3小时；和/或
[0017]所述氧化反应的步骤之后的所述过滤的步骤，在得到所述含铁磷滤渣的同时，还得到含可溶性锂盐滤液。
[0018]在其中一些实施例中，在步骤S3中，所述第三无机酸的加入量以所述含铁磷滤渣中的磷原子与所述第三无机酸中的氢离子的摩尔比为1：(3～5)为准；和 /或
[0019]所述混合打浆溶解的温度为30～90℃，时间为1～3小时。
[0020]在其中一些实施例中，步骤S4中在采用碱调节酸碱度之前，还包括步骤：根据所述含铁磷滤液中铁和磷的实际摩尔量，添加铁源或者磷源使铁与磷的摩尔比为1：(0.9～1.1)；和/或
[0021]采用碱调节酸碱度至pH值为1.5～2.5；和/或
[0022]步骤S4中反应的温度为30～90℃，反应的时间为1～3小时。
[0023]在其中一些实施例中，在步骤S4中的所述过滤取滤渣的步骤之后，且在得到所述磷酸铁的步骤之前，还包括如下步骤：
[0024]将所述滤渣进行干燥后，进行煅烧，得到无水正磷酸铁。
[0025]在其中一些实施例中，所述干燥的温度为100℃～150℃，所述干燥的时间为 3～5小时；所述煅烧的温度为400℃～650℃，所述煅烧的时间为2～4小时。
[0026]有益效果
[0027]上述废旧磷酸铁锂正极粉料的回收利用方法，使用废旧磷酸铁锂电池正极粉料作为原料，先在无机酸的作用下与金属络合剂作用，除铝及其他杂质金属；再将除铝后的磷酸铁锂料和第二无机酸混合打浆，并加入双氧水进行氧化反应，以使其中的亚铁离子转化为三价铁离子，使得锂转化为可溶性锂盐进入滤液，如此过滤得含铁磷滤渣；进一步将得到的含铁磷滤渣与无机酸混合打浆溶解，过滤除去其中的不溶性杂质，例如石墨等等，得到含铁磷滤液；最后将含铁磷滤液调节酸碱度反应，析出沉淀，得到磷酸铁。上述废旧磷酸铁锂正极粉料的回收利用方法，有效降低了磷酸铁的生产成本，解决了废旧磷酸铁锂电池正极粉料提锂之后尾渣处理困难的问题。
[0028]本专利技术上述废旧磷酸铁锂正极粉料的回收利用方法，操作简单、经济合理，可以将废旧磷酸铁锂正极粉料作为原料制成工业无水磷酸铁，还可同时制得可溶性锂盐，或进一步制得碳酸锂。
[0029]试验表明：本专利技术上述废旧磷酸铁锂正极粉料的回收利用方法，制得的无水正磷酸铁中铝含量低至＜40ppm，甚至＜30ppm；且收率高，其他杂质含量也大大降低。无水正磷酸铁的纯度高、产品品相较好。
具体实施方式
[0030]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，并给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0031]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0032]本专利技术一实施方式提供了一种废旧磷酸铁锂正极粉料的回收利用方法，包括如下步骤S1～S4。
[0033]S1、将磷酸铁锂正极粉料与第一无机酸、金属络合剂和水混合进行除铝处理，过滤，得到除铝后的磷酸铁锂料。
[0034]步骤S1在无机酸的作用下与金属络合剂作用，除铝(Al)及其他杂质金属，例如钙(Ca)、钴(Co)、铬(Cr)、铜(Cu)等等。
[0035]在其中一些实施例中，在步骤S1中，废旧磷酸铁锂正极粉料与水的质量比为1:(2～5)。在其中一些实施例中，第一无机酸和金属络合剂的加入量，以废旧磷酸铁锂正极粉料中的磷酸铁锂和第一无机酸的摩尔比为(100～500):1为准，废旧磷酸铁锂正极粉料中的磷酸铁锂和金属络合剂的摩尔比为(5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废旧磷酸铁锂正极粉料的回收利用方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将磷酸铁锂正极粉料与第一无机酸、金属络合剂和水混合进行除铝处理，过滤，得到除铝后的磷酸铁锂料；S2、将所述除铝后的磷酸铁锂料和第二无机酸混合打浆，并加入双氧水进行氧化反应，过滤，得到含铁磷滤渣；S3、将所述含铁磷滤渣和第三无机酸混合打浆溶解，过滤以除去石墨，得到含铁磷滤液；及S4、将所述含铁磷滤液采用碱调节酸碱度进行反应，析出沉淀，过滤取滤渣，得到磷酸铁。2.如权利要求1所述的回收利用方法，其特征在于，在步骤S1中，所述废旧磷酸铁锂正极粉料与所述水的质量比为1:(2～5)；和/或所述第一无机酸和所述金属络合剂的加入量，以所述废旧磷酸铁锂正极粉料中的磷酸铁锂和所述第一无机酸的摩尔比为(100～500):1为准，所述废旧磷酸铁锂正极粉料中的磷酸铁锂和所述金属络合剂的摩尔比为(5～20):1为准；和/或所述金属络合剂为EDTA、PMA、PAA及HEDP中的至少一种；所述第一无机酸为盐酸、硫酸及硝酸中的至少一种。3.如权利要求1所述的回收利用方法，其特征在于，所述除铝处理的温度为40～100℃，所述除铝处理的时间为2～7小时。4.如权利要求1所述的回收利用方法，其特征在于，在步骤S1中的所述过滤的步骤之后且在得到除铝后的磷酸铁锂料的步骤之前，还包括对滤渣洗涤的步骤，以使所述除铝后的磷酸铁锂料中铝质量含量控制在不超过0.02％。5.如权利要求1至4任一项所述的回收利用方法，其特征在于，在步骤S2中，所述第二无机酸和所述双氧水的加入量，...

【专利技术属性】
技术研发人员：程光生，李安国，刘雅婷，陈传林，江文波，韩恒，
申请(专利权)人：九江天祺氟硅新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：