[发明专利]一种废旧磷酸铁锂材料的回收方法、及得到的回收液

说明书

本发明公开了一种废旧磷酸铁锂材料的回收方法、及得到的回收液。所述方法包括如下步骤：将废旧磷酸铁锂与酸溶液混合进行浸出，得到回收液；所述浸出的温度≤30℃。本发明所述废旧磷酸铁锂材料在酸溶液中浸出时，利用磷酸铁锂与单质铝浸出动力学的差异，通过控制浸出温度与酸溶液，在锂元素、铁元素和磷元素充分浸出的同抑制铝元素的浸出，使铝的浸出率小于5wt％，锂元素、铁元素和磷元素的浸出率皆大于90wt％。本发明实现了有价组分浸出与杂质元素分离的耦合，解决了废磷酸铁锂正极粉再生过程中铝杂质对产品质量的影响。

技术领域

本发明属于资源回收领域，具体涉及一种废旧磷酸铁锂材料的回收方法、及得到的回收液。

背景技术

磷酸铁锂(简称LFP)因其原料来源丰富、价廉、无毒、理论容量高、热稳定性好以及循环性能好等优点备受关注，是动力电池的发展方向。随着磷酸铁锂动力电池使用量的增加，废旧磷酸铁锂电池的处置将成为新能源领域的关键环节。废旧电池若得不到安全处理，将对环境和公共安全产生巨大的危害。目前常规做法主要为电池经放电、拆解后回收外壳及正负极集流体中的金属单质，并获得废旧负极粉与正极粉。由于正极材料的成本占锂离子动力电池总成本的三分之一以上，因此废旧正极粉回收是废旧锂离子动力电池回收的核心。

目前，废旧磷酸铁锂正极粉中除含有磷酸铁锂外，还含有粘结剂及残留的集流体—金属铝等。废旧磷酸铁锂正极粉资源化利用的一般方法为酸浸，其基本过程为酸与废粉反应，使锂、铁、磷、铝等浸出至液相；有机粘合剂留在固相，成为残渣。由于缺乏酸浸液中铝的选择性脱除方法，只能用氧化钙或氢氧化钠等碱性物质将铝中和脱除，而后将锂制备为碳酸锂产品。杂质铝脱除方法的缺乏不仅造成了铁、磷资源的浪费，同时形成大量的中和渣，存在二次污染的风险。国内学者曾尝试废正极粉酸浸前用氢氧化钠浸出除铝，但脱除率仅为80％左右，且脱铝后的废正极粉含有钠，使得酸浸液制备得到的磷酸铁的钠离子超标。碱浸预脱铝仍无法实现铝的脱除。

CN109573974A公开了基于废旧磷酸铁锂电池回收中酸性浸出液的除铝方法。所述方法包括如下步骤：将废旧磷酸铁锂电池的酸性浸出液加热，保持温度为30～55℃，并持续搅拌；再向酸性浸出液中缓慢加入碱性物质，调节浸出液pH至2.0～3.5后，反应，过滤，得到含铁磷锂的滤液。所述方法是将铝离子以铁铝共沉淀物的形式形成滤渣的形式分离，但是其铁元素的损失率较高。

CN107540004B公开了一种废旧磷酸铁锂电池正极粉料回收电池级碳酸锂的方法。所述方法包括如下步骤：S1、将废旧磷酸铁锂电池正极粉料进行高温高压碱煮，过滤得到第一物料；S2、将第一物料进行净化除杂得到第二物料；S3、向第二物料中加入碳酸铵，充入二氧化碳，进行高温高压反应，过滤得到第三物料；S4、将第三物料洗涤得到电池级碳酸锂。所述方法制备制备过程复杂，且铁、磷资源浪费率较高。

因此，本领域亟需一种废旧磷酸铁锂材料的回收方法，所述方法简单，可以有效的实现废磷酸铁锂中有价组分的浸出与铝杂质分离的耦合，且未引入其它杂质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废旧磷酸铁锂材料的回收方法、及得到的回收液。本发明利用磷酸铁锂与单质铝浸出动力学的差异，在废旧磷酸铁锂正极粉酸浸时抑制铝的浸出，使铝的浸出率小于5wt％，锂元素、铁元素和磷元素的浸出率皆大于90wt％。本发明实现了废磷酸铁锂正极粉有价组分浸出与铝杂质分离的耦合，且未引入其它杂质。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种废旧磷酸铁锂材料的回收方法，所述方法包括如下步骤：

将废旧磷酸铁锂材料与酸溶液混合进行浸出，得到回收液；

所述浸出的温度≤30℃。所述浸出的温度例如-8℃、-6℃、-5℃、-2℃、0℃、5℃、8℃、10℃、12℃、15℃、18℃、20℃、22℃、25℃或28℃等。