[发明专利]一种低耗磷酸处理高杂磷酸铁锂废粉的方法

说明书

本发明公开了低耗磷酸处理高杂磷酸铁锂废粉的方法，包括：将煅烧处理后的磷酸铁锂废粉于碱性体系中预除铝，将除铝滤渣用磷酸和双氧水浸出，且浸出过程始终保持pH为2‑3，将Li选择性浸出，并脱除除铝滤渣中的杂质铜和残余Al，得到FePOsubgt;4/subgt;浸出渣，再采用过量磷酸将FePO4浸出渣进行纯化，同时补充适量Fe和氧化剂，进一步脱除残余Cu等杂质，并将选择性浸出过程中产生的羟基磷酸铁转变为了高纯度的磷酸铁。本发明的方法流程简单，且适合处理拆解获得的高杂质废旧磷酸铁锂废粉，能直接获得电池级的磷酸铁和磷酸锂，该方法操作简单，浸出剂磷酸用量少，成本低，锂回收率高，磷酸铁纯度高且符合电池级磷酸铁的要求。

技术领域

本发明属于锂离子电池材料技术领域，特别涉及一种低耗磷酸处理高杂磷酸铁锂废粉的方法。

背景技术

能源与环境问题由来已久，并且随着科学技术的迅速发展，能源与环境之间的冲突日益尖锐。退役磷酸铁锂电池由于具备着资源与环境双重属性，人们不得不开发成本低、环境污染性小的技术来对退役磷酸铁锂电池中的有价成分进行回收和再生。

目前市场上常见的废旧磷酸铁锂电池上分离得到的磷酸铁锂废粉中杂质Cu、Al含量分别为0.01～0.08%和0.5～2%，并含有一定量PVDF和C等杂质；而磷酸铁锂正极的回收主要以干法和湿法为主。前者方法将磷酸铁锂正极片高温热处理烧去PVDF，使得铝箔与活性物质分离，对分离后的活性物质调整锂、铁、磷的比例，重新制备磷酸铁锂正极材料，如CN107275705A，先使PVDF失活，将活性物质与铝箔分离，调整活性物质锂、铁磷的摩尔比后在保护气氛下重新制备磷酸铁锂正极材料。该方法虽然简单，但再生后的磷酸铁锂杂质含量不可控，回收工艺难以调控，利用此修复再生得到的正极材料制备成电池，易造成电池电化学性能不一致，难以工业化生产。湿法回收则一般采用有机酸或无机酸将铁锂选择性浸出，除杂后再进行沉锂和沉铁。如CN108110357A公布了一种利用稀酸处理磷酸铁锂的方法，但稀酸的处理仅适合处理低杂质含量的磷酸铁锂，针对于高杂磷酸铁锂废粉，杂质的含量会极大的限制锂的浸出。同如CN106910959A公布了一种采用直接氧化法从磷酸铁锂废料中选择性回收锂的方法，虽然锂的浸出率高，但大多数氧化剂直接选择性浸出时体系pH过高，溶剂质子化现象严重，导致形成的磷酸铁纯度不高。

综上所述，现有的回收技术大多存在工艺难以调控、酸碱用量大，废水产量大，无法直接回收获得电池级磷酸铁，或者获得的磷酸铁纯度不高且铁磷比无法保证等问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术之不足，提供一种流程简单，且适合处理拆解获得的高杂质废旧磷酸铁锂废粉，来直接获得电池级的磷酸铁的方法，该方法操作简单，浸出剂磷酸用量少，成本低，锂回收率高，制备得到的磷酸铁回收率高、纯度高且符合电池级磷酸铁的要求，使用试剂常见且价格低廉，无额外杂质元素引入，废水产生少，纯化液磷酸可回用。

为实现以上目标和解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种低耗磷酸处理高杂磷酸铁锂废粉的方法，包括如下步骤：

S1、拆解获得高杂磷酸铁锂废粉，并在惰性保护气氛下煅烧，得到除去粘结剂PVDF后的废旧磷酸铁锂废粉；

S2、将所得的废旧磷酸铁锂于碱性体系中浸出除铝，经固液分离得到除铝滤渣；

S3、将所得除铝滤渣采用磷酸和双氧水，进行搅拌浸出，浸出过程始终保持体系中pH值为2～3，然后进行固液分离，得到富锂浸出溶液和含碳的磷酸铁浸出渣；