[发明专利]一种浸出废磷酸铁锂正极材料中锂的方法

说明书

本发明提供了一种浸出废磷酸铁锂正极材料中锂的方法。所述方法包括以下步骤：(1)将废磷酸铁锂正极材料与浸出剂溶液混合，得到混合浆料；(2)在微波条件下对步骤(1)所述混合浆料进行浸出，浸出后固液分离，得到含锂浸出液和FePO₄固体。本发明提供的方法用微波辅助浸出废磷酸铁锂正极材料中的锂，能源利用率和加热效率高；该方法使锂的浸出率达到95％以上，锂的选择性和回收率分别达到98％和95％以上，铁以FePO₄的形式沉淀；该方法流程短、操作简单并且易于进行工业化生产。

技术领域

本发明属于二次资源回收领域，涉及一种浸出废磷酸铁锂正极材料中锂的方法。

背景技术

锂离子电池是具有一系列优良性能的绿色电池，自问世以来，已被广泛应用。橄榄石结构的LiFePO₄材料具有能量密度高、成本低、化学稳定性好等特点受到了广泛的关注，特别是其较低的电化学电位使LiFePO₄被认为是一种安全正极材料。因此，近年来以LiFePO₄作为正极材料的锂离子电池以广泛应用于电动工具、储能设备、电动汽车以及混合动力汽车领域。然而随着以LiFePO₄为正极材料的锂离子电池的广泛应用，电池的产量在快速增长，将会有大量的废旧LiFePO₄电池以及大量的废浆料和废极片。因此，为了回收再利用材料、节约成本并保护环境，回收废磷酸铁锂正极材料中的锂变的非常必要。

目前，磷酸铁锂的回收方法主要有直接再生法和酸浸法，其中酸浸法是通过采用无机酸或有机酸将正极材料浸出后再将其中的杂质元素沉淀，最终回收锂盐，但是浸出沉淀过程易引入新的杂质。比如中国专利CN105977569A公开了一种利用磷酸亚铁锂废料制备磷酸亚铁锂的方法。该方法将磷酸亚铁锂废料于500～800℃焙烧1～4h，然后将焙烧后的物料用磷酸浸出，得到磷酸锂和磷酸铁的混合溶液，然后采用铁粉还原将溶液中的三价铁还原为二价铁，过滤除铁后，再调节溶液pH至7-8，过滤后滤饼在500～800℃温度下焙烧1～4h可以得到磷酸亚铁锂。该方法虽然能直接回收制备磷酸亚铁锂，但该方法能耗较高、且需要额外消耗还原铁粉。中国专利CN107352524A公开了一种废旧磷酸铁锂正极材料的回收方法，该方法将磷酸铁锂正极材料中有机物经过预处理挥发后，将磷酸铁锂中添加分解促进剂后采用硫酸化焙烧，然后用水浸出，锂和铁的浸出率分别达到99％和95％，之后调节溶液pH值沉淀出磷酸铁，滤液采用碳酸钠沉淀得到碳酸锂产品。该方法虽然能够实现铁资源和锂资源的同时回收，但是焙烧过程中需消耗大量的硫酸盐，成本较高。

现有技术存在磷酸铁锂正极材料回收成本高、处理流程长、浸出选择性差、浸出速度慢等问题，因此，寻找回收成本低、回收率高、进出速度快的一种废磷酸铁锂正极材料的回收方法具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种浸出废磷酸铁锂正极材料中锂的方法。本发明发提供的方法利用微波辅助浸出废磷酸铁锂正极材料中的锂，具有浸出速度快、处理成本低、锂的浸出率高的技术效果，而且流程短，操作简单，易于进行工业化生产。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种浸出废磷酸铁锂正极材料中锂的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将废磷酸铁锂正极材料与浸出剂溶液混合，得到混合浆料；

(2)在微波条件下对步骤(1)所述混合浆料进行浸出，浸出后固液分离，得到含锂浸出液和FePO₄固体。