[发明专利]一种磷酸铁锂提锂后磷铁渣的回收方法

说明书

本发明公开了一种磷酸铁锂提锂后磷铁渣的回收方法，属于锂电池材料回收领域。针对现有废旧磷酸铁锂提锂后磷铁渣处理困难且回收价值低的问题，本发明提供了一种磷酸铁锂提锂后磷铁渣的回收方法，它包括将磷铁渣加水制浆后加入碱性溶液过滤得到第一滤液和滤饼；第一滤液除杂后加入磷酸和三价铁源合成电池级磷酸铁；第一滤饼除杂后得到第二滤饼；第二滤饼焙烧粉碎后得到高纯高比表面积铁红。本发明通过碱性溶液的加入优先选择性提取磷铁渣中的磷酸根并将磷酸根用于制备电池级磷酸铁，同时碱性溶液与磷铁渣反应生成氧化铁即铁红，整个过程中磷铁渣中磷酸根和铁离子的利用率高，反应过程温和，产品价值高，易于工业大规模生产。

技术领域

本发明属于锂电池回收再利用领域，更具体地说，涉及一种磷酸铁锂提锂后磷铁渣的回收方法。

背景技术

近年来，随着新能源汽车不断得到重视和发展，替代传统汽车已经成为必然的趋势。根据统计，2018年我国的新能源电动汽车的全年销售量超过200万辆，同比增长722％。新能源汽车创造绿色出行的同时，也带来相应的难题，作为新能源汽车“心脏”的锂离子动力电池的寿命只有平均5年，而到2020年，我国电动汽车动力电池累计报废量将达12万-17万吨的规模。而由于锂离子动力电池复杂的结构，回收的高成本，工艺的不完善，回收利用一直处于低迷状态，其中磷酸铁锂电池因其制备成本较低，安全性能高，近些年来受到广泛的应用，其用量有超越三元用量的趋势，而磷酸铁锂的报废量近几年呈现倍数增长的趋势，因此对于废旧铁锂电池的回收已经迫在眉睫。目前废旧磷酸铁锂工业化的回收方法为从正极片中以选择性提锂的方式回收碳酸锂。

如中国专利申请号CN109534372A，公开日为2019年3月29日，该专利公开了一种利用磷酸铁锂废料制备碳酸锂的方法，包括以下步骤：A、次钠混合；B、加酸氧化反应；C、过滤淋洗；D、浓缩除杂；E、碱化除杂；F、纯碱沉锂。该专利的不足之处在于：该方法针对磷酸铁锂废料，通过震动混合、加酸氧化反应、过滤淋洗、浓缩除杂、碱化除杂、纯碱沉锂获得碳酸锂产品，但对淋洗得到的铁磷渣未做回收方法说明。

又如中国专利申请号CN111646447A，公开日为2020年9月11日，该专利公开了一种从磷酸铁锂电池提锂后的铁磷渣中回收磷酸铁的方法，先将磷酸铁锂电池提锂后的铁磷渣与水混合调浆后，与酸反应，固液分离后，获得含铁磷离子的浸出液，再经过加铁置换除铜、树脂除铝后得到净化液，通过添加七水磷酸铁或磷酸调配磷铁比，获得一定P∶Fe的合成原液，加入双氧水和氨水，调节pH获得磷酸铁前驱体沉淀，经过后处理，得到电池级磷酸铁前驱体产品。该专利的不足之处在于：该方法虽然能够回收处理磷铁废渣，但是除杂过程中用树脂净化，除杂成本较高，另外并没有针对于废渣中的钙镁离子进行除杂，因此制备成的磷酸铁钙镁离子含量较高，很难达到电池级磷酸铁的要求，回收工艺有待完善。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有废旧磷酸铁锂提锂后磷铁渣处理困难且回收价值低的问题，本发明提供了一种磷酸铁锂提锂后磷铁渣的回收方法。本发明通过碱性溶液的加入优先选择性提取磷铁渣中的磷酸根并将磷酸根用于制备电池级磷酸铁，同时碱性溶液与磷铁渣反应生成氧化铁即铁红，整个过程中磷铁渣中磷酸根和铁离子的利用率高，反应过程温和，产品价值高，易于工业大规模生产。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种磷酸铁锂提锂后磷铁渣的回收方法，包括以下步骤：

S1：将磷酸铁锂提锂后的磷铁渣加水制浆后加入碱性溶液，反应结束后过滤得到第一滤液和滤饼，滤饼洗涤后得到第一滤饼；

S2：将第一滤液加入用于调节第一滤液pH的酸性溶液，除杂后加入磷酸得到预混液，预混液和三价铁源反应得到磷酸铁浆料，处理后得到电池级磷酸铁；

S3：将第一滤饼加水制浆后加入用于调节溶液pH的酸性溶液，除杂、过滤、洗涤得到第二滤饼；