【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池回收，具体涉及一种磷铁渣的除杂方法以及利用该方法制备磷酸锰铁前驱体和磷酸铁的方法。
技术介绍
1、近年新能源汽车产业发展迅速，磷酸铁锂电池的产销量、装车量不断提高。可以预见，未来将有大量的废旧磷酸铁锂电池进入市场，面临回收问题，进而推动磷酸铁锂电池回收行业的快速发展。
2、目前湿法冶金是lifepo4正极材料的主流回收工艺，通常是将lifepo4正极材料经选择性浸出，转化为锂盐和磷铁渣。锂盐可直接用于制备电池级碳酸锂，而磷铁渣由于含有大量的al、cu、ti、碳和有机电解质等杂质，目前市场还未出现高效利用磷铁渣并产生较大经济价值的工艺。
3、公开号为cn117623256a的专利技术专利公开了一种废旧磷酸铁锂高效除杂合成电池级碳酸锂和磷酸铁的方法，该专利技术先将废旧磷酸铁锂在氧化性气氛中燃烧处理后，得到的粉末置于溶剂中浸泡，混合均匀后过滤，得到含铜铝杂质的锂滤液和提锂渣；含铜铝杂质的锂滤液经除杂、浓缩、碳化后得到碳酸锂，磷酸铁渣经酸浸、磷铁比调整后及陈化、高温煅烧后得到磷酸铁。该方法通过高温氯气或溴气气氛下煅烧，得到铝和铜的氯化物或溴化物；首先高温下氯气或溴气控制难度较大，泄漏后对人体伤害极大，该工艺全程使用氯气或溴气，成本极高，其专利技术未阐明除ti工艺，由于目前市售磷酸铁锂产品极大部分均掺杂有1000～8000ppm的ti以提高磷酸铁锂的稳定性和压实密度，但是回收磷酸铁锂料中ti难以在酸浸中去除。
4、公开号为cn117480116a的专利技术专利公开了一种全链条一体化回收
技术实现思路
1、本专利技术为解决以上技术问题，提出了一种磷铁渣的除杂新方法，采用该方法，能有效去除磷铁渣中的al、cu、ti、碳和有机电解质等杂质。
2、一方面，本专利技术提供的一种磷铁渣的除杂方法，包括以下步骤：
3、(1)将磷铁渣a和氯化物在还原条件下进行高温煅烧，得到磷铁渣b；
4、(2)将磷铁渣b浸出后得到磷铁液a和滤渣a；
5、(3)向上述磷铁液a中加入氟化物，得到磷铁液b和滤渣b；
6、(4)向上述磷铁液b中加入铁粉，固液分离得到高纯磷铁液。
7、在本专利技术的具体实施方式中，所述步骤(1)中的还原条件包括加入碳材料。
8、在本专利技术的具体实施方式中，所述碳材料为蔗糖、葡萄糖、pva、peg、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种。
9、在本专利技术的具体实施方式中，所述碳材料的加入量为磷铁渣a质量的0.01～10％。
10、优选地，所述碳材料的加入量为磷铁渣a质量的0.4～2％。
11、在本专利技术中，加入碳材料的目的是在高温反应中发生碳热还原将磷铁渣中fe3+还原为fe2+，方便后续合成。
12、在本专利技术的具体实施方式中，步骤(1)中的高温煅烧在真空条件下进行。
13、在本专利技术的具体实施方式中，所述步骤(1)中的高温煅烧在高温流化床中进行；
14、优选地，所述高温流化床中真空度不低于50torr。
15、在本专利技术的具体实施方式中，所述步骤(1)中的高温煅烧温度为400～800℃，时间为2～10h；优选地，所述高温煅烧的时间为4～5h。
16、在本专利技术的具体实施方式中，所述步骤(1)中的高温煅烧温度为400℃、500℃、600℃、700℃、800℃等。
17、在本专利技术的具体实施方式中，所述步骤(1)中的高温煅烧在惰性气氛下进行。
18、在本专利技术的具体实施方式中，所述氯化物为氯化钠、氯化钾、氯化铁中的一种或多种。
19、在本专利技术的具体实施方式中，所述氯化物的加入量为磷铁渣a质量的0.01～1％。
20、优选地，所述氯化物的加入量为磷铁渣a质量的0.4～1％。
21、在本专利技术中，加入氯化物是为了发生熔盐氯化与ti形成ticl4。
22、在本专利技术的具体实施方式中，所述磷铁渣a为报废磷酸铁锂或磷酸锰铁锂正极材料提锂后得到的磷铁渣。
23、具体地，所述磷铁渣a为报废磷酸铁锂或磷酸锰铁锂正极材料经拆解、破碎、筛分等预处理后得到黑粉，然后将黑粉进行酸浸提锂得到的磷铁渣。所述磷铁渣a中含有大量的al、cu、ti、碳和有机电解质等杂质。
24、经过步骤(1)的操作，使磷铁渣a中的杂质钛转化成ticl4，同时磷铁渣a中的铁变成+2价。
25、在本专利技术的具体实施方式中，所述步骤(2)中的浸出为硫酸浸出。
26、进一步地，所述硫酸浸出具有以下技术特征的至少之一：
27、(1)浸出体系的固含量为10～30％；
28、(2)硫酸浓度为10～50wt％；
29、(3)在60～95℃下，浸出1～5h。
30、在本专利技术的具体实施方式中，所述步骤(2)还包括将滤渣a通过空气气氛高温煅烧得到碳化钛。经过步骤(2)的操作，使磷铁渣中的fe、p元素转移到磷铁液a中，滤渣a主要为碳和其他无法浸出的杂质，经过高温煅烧，四氯化钛转化成碳化钛。
31、在本专利技术的具体实施方式中，步骤(3)中，所述氟化物为氟化钠、氟化铵、氟化钾中的一种或多种。
32、在本专利技术的具体实施方式中，步骤(3)中，所述氟化物的加入量为磷铁液a质量的0.05～2％。
33、优选地，所述氟化物的加入量为磷铁液a质量的0.05～0.6％。
34、在本专利技术中，加入氟化钠的目的是除去磷铁液a中的al杂质，发生反应：6naf+al3+→na3alf6+3na+，其中滤渣b的主要成分为冰晶石na3alf6。
35、在本专利技术的具体实施方式中，步骤(4)中，所述铁粉的加入量为磷铁液b质量的0.05～5％。
36、优选地，步骤(4)中，所述铁粉的加入量为磷铁液b质量的0.05～0.3％。
37、在本专利技术中，加入铁粉的目的是除去磷铁液b中的cu杂质。铁粉可置换铜，若加入其他活泼金属元素会引入杂质。
38、第二方面，本专利技术提供一种制备磷酸锰铁前驱体的方法，以上述制备方法得到的高纯磷铁液为原料，包括以下步骤：
39、s1、向上述高纯磷铁液中可选地补充铁源、磷源、锰源，得到料液a；
40、s2、向上述料液a中加入沉淀剂进行共沉淀反应，固液分离，真空干燥后即得所述磷酸锰铁前驱体。
41、在本专利技术的具体实施方式中，所述磷源为磷酸、磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸三钠中的一种或多种。
42、在本专利技术的具体实施方式中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磷铁渣的除杂方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述还原条件包括加入碳材料；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述高温煅烧在高温流化床中进行；
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述高温煅烧的温度为400～800℃，时间为2～10h；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氯化物为氯化钠、氯化钾、氯化铁中的一种或多种；
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述氟化物为氟化钠、氟化铵、氟化钾中的一种或多种；
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述铁粉的加入量为磷铁液B质量的0.05～5％。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磷铁渣A为报废磷酸铁锂或磷酸锰铁锂正极材料提锂后得到的磷铁渣。
9.由权利要求1～8任一项所述方法得到的高纯磷铁液制备磷酸锰铁前驱体的方法，其特征在于，包括：
10.由权利要求1～8任一项所述方法得到的高纯磷铁液制备电池级无水磷酸铁的方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种磷铁渣的除杂方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述还原条件包括加入碳材料；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述高温煅烧在高温流化床中进行；
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述高温煅烧的温度为400～800℃，时间为2～10h；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氯化物为氯化钠、氯化钾、氯化铁中的一种或多种；
6.根据权利要求1所述的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭进康，刘畅，谭九林，
申请(专利权)人：武汉中科先进材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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