[发明专利]一种从磷酸铁锂电池中回收碳酸锂的方法

说明书

本发明公开了一种从磷酸铁锂电池中回收碳酸锂的方法，包括S0:磷酸铁锂电池的放电、拆解、分选，取磷酸铁锂粉末，S1:高温煅烧，S2:氧化酸浸反应，pH值为0～1.5，S3:过滤，取滤液一，S4:加碱，调节pH值为2～4，过滤，取滤液，S5:继续加碱，调节pH值为8～11，过滤，取滤液，S6:蒸发结晶，250～550℃下烧结，取剩余块体粉末，S7:加水溶解，过滤，取滤液，S8:滴加碳酸钠溶液，得碳酸锂。本发明工艺流程简单、成本低廉，易于批量回收磷酸铁锂电池，碳酸锂产量高、纯度高。

技术领域

本发明属于废旧锂电池资源回收领域，尤其涉及一种从磷酸铁锂电池中回收碳酸锂的方法。

背景技术

近年来新能源汽车在国家政策和各地方企业的大力推动下，发展迅猛。新能源汽车的快速发展，也带来了锂电池的激增。根据预测，2020年动力锂电池的需求量将达到125gwh，报废量大约50万吨；到2023年，报废量约116万吨。在此基础上，废旧动力锂电池回收镍、钴、锰、锂、铝、铜等金属所创造的市场规模会在2018年开始爆发，达到52亿元，其中镍14亿元，钴8.7亿元，锂26亿元。

市场上对于动力电池中锂的回收也比较有限。一方面锂的相对原子质量只有7，电池中锂的重量很小(如三元电池中锂仅占约2％)，如何在经济性可行的基础上大批量回收锂，还需要在技术工艺上做突破；另一方面业界对于碳酸锂的纯度要求比较高，电池级碳酸锂纯度要求99.5％，工业级碳酸锂纯度要求99％，这对于锂的除杂和提纯提出了很高要求。

中国专利CN103035977A提供了一种针对正极材料中利用树脂吸附除杂的方法，提纯后再加入碳酸钠来沉淀回收碳酸锂。然而，树脂吸附的方法提取的锂还需要浓缩，并且酸度高，后期沉锂时还要加入大量的碳酸钠，该回收方法成本过高，并且没有考虑镍、钴等贵重金属的回收。

中国专利CN105098279A针对电池回收过程中产生的含锂萃取余液，采用P507、P204萃取剂反复萃取的方法来提取锂资源。反复萃取一方面是工艺复杂，使用萃取剂成本高，另一方面锂溶液的浓度过低，需要浓缩蒸发的水分太多，场地和能耗都是很大的成本，所以工业化应用成本较高。

中国专利CN 102903985 A针对废旧磷酸铁锂废料，将废料通过硫酸浸出后，调节pH值分别取出铁、磷等杂质，加入碳酸钠调节pH值并沉淀碳酸锂。该方法仅针对磷酸铁锂废料，而不是整个磷酸铁锂电池，浸出过程中采用浓硫酸，工业生产上不仅成本高，还使用高危化学品，存在安全隐患，整个工艺中加入的氯化钙和碱等物质也没有得到很好的回收。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术缺陷，提供一种新的从磷酸铁锂电池中回收碳酸锂的方法，该方法工艺流程简单、实验参数可控、成本低廉，能够充分回收锂电池中的资源，得到的碳酸锂纯度高、产率高。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种从磷酸铁锂电池中回收碳酸锂的方法，包括如下步骤：步骤一，将从电池中回收的磷酸铁锂粉末放入真空管式炉中，通入惰性气体，400～600℃下高温煅烧5～10h；步骤二，在煅烧后的磷酸铁锂中加入无机酸和过氧化氢溶液，搅拌反应1～5h,得到反应后的磷酸铁锂混合溶液，磷酸铁锂混合溶液的pH值为0～1.5之间；步骤三，过滤磷酸铁锂混合溶液，得滤液一；步骤四，在滤液一中加入无机碱，调节pH值为2～4，溶液中产生沉淀，过滤，得滤液二；步骤五，在滤液二中继续加入无机碱，调节pH值为8～11，溶液中产生沉淀，过滤，得滤液三；步骤六，蒸干滤液三，得结晶物，将结晶物转移至管式炉中烧结，烧结温度为250～550℃，烧结时间为3～8h；步骤七，在烧结后剩余的块体粉末中加入少量水溶解，过滤，取滤液，得高浓度的富锂溶液；步骤八，在富锂溶液中逐滴滴加饱和碳酸盐溶液，边搅拌边滴加，充分反应后过滤、洗涤沉淀、干燥，制得高纯度碳酸锂。