[发明专利]一种废旧磷酸铁锂粉末提锂后磷铁渣的回收方法

说明书

本发明公开了一种废旧磷酸铁锂粉末提锂后磷铁渣的回收方法，涉及锂电池回收再利用技术领域，为解决磷铁渣回收工艺复杂、成本较高，且回收后产品杂质较多，难以达到电池级磷酸铁要求的问题；本发明包括：将磷铁渣加水混合再浆，向浆料中加入酸性溶液一除杂，反应后过滤得到一次提纯磷酸铁；将一次提纯磷酸铁加入到酸性溶液二中再除杂，反应后进行提纯处理得到二次提纯磷酸铁；将二次提纯磷酸铁加水混合再浆，加入有机溶剂搅拌反应，经分离提纯得到三次提纯磷酸铁；将三次提纯磷酸铁焙烧脱水后得到电池级磷酸铁；本发明操作简单、反应条件温和、产品纯度高、成本较低、磷铁渣利用率高、易于工业大规模生产。

技术领域

本发明涉及锂电池回收再利用技术领域，具体为一种废旧磷酸铁锂粉末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；例如公开号为CN109534372A，名称为利用磷酸铁锂废料制备碳酸锂的方法的发明专利申请，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；

再例如公开号为CN111646447A，名称为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的发明专利申请，其中公开了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，该方法能够回收处理磷铁废渣，但是其除杂回收过程复杂，需要将磷酸根和铁离子全部溶解再沉淀，而且除杂过程中用树脂净化，除杂效果一般，成本较高，另外并没有针对于废渣中的钙、镁离子和可溶性有机物进行除杂，因此制备成的磷酸铁钙镁离子以及有机物含量较高，很难达到电池级磷酸铁的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废旧磷酸铁锂粉末提锂后磷铁渣的回收方法，以解决磷铁渣回收工艺复杂、成本较高，且回收后杂质较多，难以达到电池级磷酸铁要求的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种废旧磷酸铁锂粉末提锂后磷铁渣的回收方法，包括以下步骤：

1)将磷铁渣加水混合再浆，向浆料中加入酸性溶液一除杂，反应后过滤得到一次提纯磷酸铁；

2)将一次提纯磷酸铁加入到酸性溶液二中再除杂，反应后进行提纯处理得到二次提纯磷酸铁；

3)将二次提纯磷酸铁加水混合再浆，加入有机溶剂搅拌反应，经分离提纯得到三次提纯磷酸铁；

4)将三次提纯磷酸铁焙烧脱水后得到电池级磷酸铁。

在一种较优的方案中，酸性溶液一和酸性溶液二分别为硫酸、盐酸、硝酸中的一种或几种。

在上述任一方案的步骤1)中较优的，向浆料中加入酸性溶液一后，FePO₄与H⁺的物质的量比值为1:0.4～1:2.0，反应温度为60～95℃，反应时间为0.5～4h。