[发明专利]一种废磷酸铁锂的再生利用方法及再生利用系统装置

说明书

本发明提供了一种废磷酸铁锂的再生利用方法及再生利用系统装置，所述再生利用方法包括以下步骤：废磷酸铁锂正极进行破碎筛分，得到含杂金属铝与废磷酸铁锂黑灰；湿法提取所得废磷酸铁锂黑灰中的磷、铁与锂，固液分离，得到硅碳材料与提取液；氧化使所得提取液中的二价铁转化为三价铁，得到氧化提取液；混合磷酸与所得氧化提取液，固液分离，得到氯化锂溶液与磷酸铁；混合碳酸钠溶液与所得氯化锂溶液，固液分离，得到氯化钠溶液与碳酸锂；混合还原剂、所得磷酸铁与所得碳酸锂，煅烧，得到磷酸铁锂。所述再生利用方法实现了对废磷酸铁锂中磷、铁与锂的资源化利用、实现了盐酸的再生循环利用，实现了磷酸铁锂的再生制备，是一种绿色清洁的工艺。

技术领域

本发明属于废旧锂电池再生利用技术领域，涉及一种废磷酸铁锂的再生利用方法，尤其涉及一种废磷酸铁锂的再生利用方法及再生利用系统装置。

背景技术

由于磷酸铁锂具有安全及循环性能好等优势，作为动力电池在汽车上得到广泛的应用。在实际生活中，大量的磷酸铁锂电池面临报废，废旧锂电池的占比达到约65％。废磷酸铁锂中含有磷、铁和锂资源，废磷酸铁锂的再生利用将极大的缓解相关资源匮乏的困局。废磷酸铁锂电池的处理包括物理和化学手段，其中化学处理包括火法和湿法两种，前者通过高温煅烧和筛分获得磷酸铁锂材料，再向其中加入适量锂、铁、磷再生合成磷酸铁锂，此法流程短，成本低，但电池性能较差；后者主要是针对磷酸铁锂正极材料，是主流方式，但流程相对较长，设备要求苛刻，存在二次污染隐患。

CN102583297A公开了一种锂离子电池正极材料磷酸铁锂的回收再生方法。该发明属于锂离子电池技术领域。一种锂离子电池正极材料磷酸铁锂的回收再生方法，包括以下步骤；(1)用pH值为1～2的酸溶液浸出锂离子电池正极材料磷酸铁锂中的铁离子、钠离子和其他杂质离子；(2)过滤，磷酸铁锂用蒸馏水洗涤，洗涤后磷酸铁锂加入乙醇和/或丙酮润湿剂，制成悬浊液；(3)将可溶性铁盐、锂盐、磷酸盐、碳源按比例混合在乙醇的溶液中，加入到悬浊液中混合，80～150℃真空或保护性气氛下干燥；(4)在惰性气体气氛下600～800℃烘烤3～6小时，得到磷酸铁锂正极材料。

CN111403837A公开了一种退役锂电池中磷酸铁锂的再生方法。所述方法包括：对从废弃磷酸铁锂电池中分解得到的正极材料进行预处理，得到磷酸铁锂半成品；将磷酸铁锂半成品与铝粉和碳纤维混合，再置于分散剂中进行湿法球磨，所得混合浆进行预干燥后得到预干粉料，预干粉料置于氩气气氛中吹扫干燥，得到干燥粉料；干燥粉料继续在氢气和氩气的混合气氛中吹扫升温，并恒温一段时间后得到前驱体；前驱体继续在碳源气体和氢气的混合气氛中进行恒温吹扫，随后在氩气气氛中冷却即完成再生。

CN113501510A公开了一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收再生方法，首先利用有机溶剂将废旧磷酸铁锂正极片或边角料的集流体与活性材料剥离，得到磷酸铁锂粉末；所得磷酸铁锂粉末加入浸出剂和双氧水的混合溶液进行液相浸出，过滤得到含锂滤液和磷酸铁滤渣；将含锂滤液除杂并蒸发浓缩后加入纯碱溶液，使锂元素以碳酸锂形式沉淀得到电池级碳酸锂；将磷酸铁滤渣利用盐酸进行逆向洗涤后，干燥、粉碎得到电池级磷酸铁。利用上述的电池级碳酸锂和电池级磷酸铁为原料制得磷酸铁锂正极材料。

目前公开的废磷酸铁锂的再生利用方法及再生利用系统装置都有一定的缺陷，存在着得到的磷酸铁锂的性能较差、回收的流程较长、存在对环境的二次污染、对设备的要求较高且回收成本高的问题。因此开发一种新型的废磷酸铁锂的再生利用方法及再生利用系统装置至关重要。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种废磷酸铁锂的再生利用方法及再生利用系统装置，本发明所述废磷酸铁锂的再生利用方法实现了对废磷酸铁锂中磷、铁与锂的资源化利用、实现了盐酸的再生循环利用，实现了磷酸铁锂的再生制备；所述再生利用方法在资源化利用废磷酸铁锂的过程中无废水、废气和固体废弃物排放，对环境无污染，是一种绿色清洁的工艺；所述再生利用方法对废磷酸铁锂的回收流程较短、对设备要求较低且回收成本低。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：