【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池材料回收领域，具体涉及一种采用磷酸铁锂废粉制备氟磷酸钒锂的方法。
技术介绍
1、在磷酸铁锂电池用于电动汽车已经成熟化的情况下，废旧电池的回收问题成为了一个棘手问题。
2、已经报道的关于废旧电池回收的方法大多是将其中的铁转化为磷酸铁，将其中的锂转化为碳酸锂，其它元素也进行相应的回收，但是在湿法除杂的过程中，路径一：通过调节ph来除去溶液中溶解的钙铝离子，但该方法由于ph调节过高，钙铝在沉淀的同时，铁磷也会形成fe3(po4)2·8h2o沉淀而损失，路径二：引入氟离子，让钙铝形成氟化物沉淀而除去，根据电池粉杂质含量的不容，溶液中引入氟离子含量也有差异，导致磷酸铁和碳酸锂产品中每批次氟离子含量波动较大，最终用该材料制备得到的电池一致行就会很差，极易发生危险事故，这是电池行业所不允许的，为解决氟离子对电池性能的影响，同时减少除杂过程中磷铁的损失，基于此，提供一种利用磷酸铁锂废粉制备氟磷酸钒锂的方法尤为重要。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种采用磷酸铁锂废粉制备氟磷酸钒锂的方法，该方法不仅成功制备得到了电池级的氟磷酸钒锂，而且实现了磷、铁等其它元素的回收且回收率高。
2、本专利技术采用如下技术方案来实现上述技术目的：一种采用磷酸铁锂废粉制备氟磷酸钒锂的方法，包括以下步骤：
3、s1，酸浸：采用无机酸对磷酸铁锂废粉进行浸出，固液分离得到碳渣和浸出液，碳渣经过水洗烘干，得到粗制石墨粉，其中，氢离子加入量为电池粉中锂离子物质的量的2.2～
4、s2，除铜：向步骤s1得到的浸出液中加入120～150目还原铁粉，调节溶液ph到2.5～3.5，固液分离，得到滤渣海绵铜和除铜液，铁粉加入量为浸出液质量的0.3～1％；
5、s3，除钙铝：向步骤s2得到的除铜液中加入氟化盐充分反应1～2h，固液分离，得到滤液1，其中，氟离子的加量为：n(f)＝k*(2n(ca)+3n(al)，k为1.1～1.5，n表示物质的量；
6、s4，草酸亚铁制备：向步骤s3所得滤液1中加入voc2o4·5h2o沉淀剂，固液分离，得到草酸亚铁滤饼和滤液2，其中，沉淀剂的添加量按照溶液中fe离子物质的量的1.2～2.0倍加入；
7、对草酸亚铁滤饼进行洗涤，控制洗涤终点电导率为200～500μs/cm，然后烘干，得到电池级草酸亚铁；
8、s5，除重金属：向步骤s4所得滤液2中加入硫化铵溶液，充分反应后固液分离得到滤液3，其中，硫化铵的添加量为：以质量浓度为2～5％的硫酸铵溶液计，硫化铵溶液加入量为滤液2质量的0.5-1.5％；
9、s6，调整比例：向滤液3中加入氟源、磷源和还原剂(nh4)2c2o4，充分搅拌均匀，得到反应溶液，控制溶液中n(li)：n(v)：n(p)：n(f)：n(c2o42-)＝(1.05～1.1)：(0.95～1.0)：(1.0～1.05)：(0.9～1.0)：(0.55～0.7)，其中氟源为氟化铵和氟化锂的混合物，磷源为磷酸、磷酸一氢铵和磷酸二氢铵中的任一种；
10、将上述反应溶液进行水热合成反应，之后固液分离，滤饼为氟磷酸钒锂，滤液为硫酸铵溶液，滤液通过浓缩结晶得到硫酸铵晶体；
11、s7，洗涤：将氟磷酸钒锂滤饼用纯水进行浆化洗涤，在最后一次浆化洗涤釜中加入碳源；
12、s8，烘干煅烧：浆化洗涤后的滤饼在130～180℃下烘1.5～4h，然后在氮气氛围下在750～850℃下煅烧4～10h，得到碳包覆的氟磷酸钒锂材料；
13、s9，粉碎：对烧结出炉的物料进行粉碎至粒径d50为0.5～2.5μm，d90≤7μm，d99≤15μm；
14、s10，筛分除铁：对粉碎后的氟磷酸钒锂材料进行筛分除铁至磁性物质含量＜0.3ppm，得到电池级磷酸钒锂成品。
15、本专利技术先通过酸浸除去磷酸铁锂废粉中的碳，然后向浸出液中加入铁粉除铜得到除铜液，进一步向除铜液中加入氟化铵沉淀杂质钙铝，过滤分离后，向滤液中依次加入草酸氧钒和硫化铵分别除去铁离子和其它重金属，之后调整溶液中的锂、钒、磷、氟和草酸根的比例，在还原剂草酸铵的作用下采用水热合成法沉淀锂离子制备得到氟磷酸钒锂粗品，粗品进一步浆化洗涤并加入碳源，经过高温煅烧得到碳包覆的氟磷酸钒锂材料，进一步粉碎，筛分除铁即得电池级氟磷酸钒锂成品。
16、本专利技术采用废旧电池粉作为原料，制备电池级氟磷酸钒锂，既实现了资源重复利用，又降低了生产成本；采用铵盐体系，母液硫酸铵可以通过mvr浓缩得到高附加值的硫酸铵副产品，没有废水产生，减少了环境污染；本专利技术可以将废旧电池中的p、fe、li都得到充分的利用，能够实现资源的最大化，其中，p的回收率可达到94.3％以上，铁的回收率可达到95.6％以上，锂的浸出率可达到98.4％以上；本专利技术除铁步骤中采用草酸氧钒作为除杂剂，既达到了除杂的目的，又引入了钒源，避免了后续加入钒源，减少了工艺步骤，且草酸氧钒中，钒为4价钒，相比于v2o5和nh4vo3，合成磷酸钒锂时所需的还原剂较少，减少了还原剂的用量，节省了成本，且保证了制备得到的氟磷酸钒锂成品能够直接满足电池级要求，进一步制作得到的锂离子扣式电池，在电压为3.0～4.5v进行充放电测试，在0.1c倍率下，充/放电比容量大于140mah/g，首次充放电效率可以达到98％以上。
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1.一种采用磷酸铁锂废粉制备氟磷酸钒锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的采用磷酸铁锂废粉制备氟磷酸钒锂的方法，其特征在于，无机酸为硫酸、盐酸、硝酸中任一种，酸浸条件为：25-50℃，反应30～90min。
3.根据权利要求1所述的采用磷酸铁锂废粉制备氟磷酸钒锂的方法，其特征在于，无机酸溶液与磷酸铁锂废粉的质量比为(3～6):1。
4.根据权利要求1所述的采用磷酸铁锂废粉制备氟磷酸钒锂的方法，其特征在于，步骤S3中的氟化盐为氟化铵、氟化钠或氟化锂。
5.根据权利要求1所述的采用磷酸铁锂废粉制备氟磷酸钒锂的方法，其特征在于，步骤S6中水热合成反应的条件为：120～300℃，2～6h。
6.根据权利要求1所述的采用磷酸铁锂废粉制备氟磷酸钒锂的方法，其特征在于，步骤S7中的碳源为蔗糖、葡萄糖，成品碳含量控制为1.5-3％。
【技术特征摘要】
1.一种采用磷酸铁锂废粉制备氟磷酸钒锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的采用磷酸铁锂废粉制备氟磷酸钒锂的方法，其特征在于，无机酸为硫酸、盐酸、硝酸中任一种，酸浸条件为：25-50℃，反应30～90min。
3.根据权利要求1所述的采用磷酸铁锂废粉制备氟磷酸钒锂的方法，其特征在于，无机酸溶液与磷酸铁锂废粉的质量比为(3～6):1。
4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈迎迎，胡加文，肖益帆，
申请(专利权)人：湖北锂宝新材料科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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